00 master final 27 1-2016 εγινε ελεγχος · Η Φαρμακολογία...

ΒΙΟΧΗΜΙΚΗ ΦΑΡΜΑΚΟΛΟΓΙΑ

Μηχανισμοί δράσης των φαρμάκων

Μ. Μαρσέλος

Αικ. Αντωνίου, Μ. Κωνσταντή, Γ. Λεονταρίτης, Ευ. Μανωλόπουλος, Π. Παππάς, Π. Χαρκίτης

ΒΙ

Αν

Α

ΙΟΧΗΜηχαν

ΜΚαθη

Αναπληρώτρι

ΜΚαθη

ΓεΛέκτ

ΕυάγΚαθη

ΠΑναπληρωτή

ΠαΧημικ

ΗΜΙΚΗνισμοί

I

Μάριος Μαηγητής Φαρ

ικατερίνη Αια Καθηγήτ

Μαρία Κωνηγήτρια Φαρ

εώργιος Λεοτορας Φαρμ

γγελος Μανηγητής Φαρ

Περικλής Πής Καθηγητ

αναγιώτης Χκός, Δρ Φαρ

ΚΗ ΦΑ

δράση

αρσέλος ρμακολογία

Αντωνίου τρια Φαρμα

νσταντή ρμακολογία

ονταρίτηςμακολογίας

νωλόπουλοςρμακολογία

Παππάς τής Φαρμα

Χαρκίτηςαρμακολογία

ΑΡΜΑης των φ

ας

ακολογίας

ας

ς

ς ας

κολογίας

ας

ΑΚΟΛΟφαρμά

ΟΓΙΑάκων

Το πΜη Εσκεφ

παρόν έργο αΕμπορική Χρφτείτε τον ιστ

Β

Κ

Ιατρικ

αδειοδοτείταρήση - Όχι Πτότοπο https

ΣΥΝ∆ΕΣΜ

Η

ΒΙΟΧΗΜΜηχανισμ

Συν

ΚαθΙατρική Σχ

ΑναπληρώτρΙατρική Σχ

ΚαθΙατρική Σχ

ΓΛέ

Ιατρική Σχ

ΕυΚαθ

Ιατρική Σ

ΑναπληρωΙατρική Σχ

ΠΧημ

Κεντρική Βιβλ

Κρι

ΓεΚαθ

κή Σχολή, Αρ

ISB

Cop

ι υπό τους όΠαράγωγα Έρ

://creativeco

ΜΟΣ ΕΛΛΗΝΕθνικ

Ηρώων Πολ

II

ΜΙΚΗ ΦΑΡσμοί δράσης

ντελεστές

Μάριος Μαθηγητής Φαρχολή Πανεπισ

Αικατερίνη Ατρια Καθηγήτχολή Πανεπισ

Μαρία Κων

θηγήτρια Φαρχολή Πανεπισ

Γεώργιος Λεοέκτορας Φαρμχολή Πανεπισ

υάγγελος Μανθηγητής ΦαρΣχολή Πανεπ

Περικλής Π

τής Καθηγητχολή Πανεπισ

Παναγιώτης Χμικός, Δρ Φαρβλιοθήκη Παν

ιτικός Ανα

εώργιος Καραθηγητής Φαρριστοτέλειο Π

N: 978-960

pyright © Σ

ρους της άδεργα 3.0. Για

ommons.org/

ΝΙΚΩΝ ΑΚΑκό Μετσόβιολυτεχνείου 9

www.kalli

ΡΜΑΚΟΛς των φαρμ

Έκδοσης

αρσέλος ρμακολογίαςστημίου Ιωαν

Αντωνίου τρια Φαρμακστημίου Ιωαν

νσταντή ρμακολογίαςστημίου Ιωαν

ονταρίτης μακολογίας στημίου Ιωαν

νωλόπουλος ρμακολογίαςιστημίου Θρ

Παππάς τής Φαρμακοστημίου Ιωαν

Χαρκίτης ρμακολογίαςνεπιστημίου Ιω

αγνώστης

ακιουλάκης ρμακολογίαςΠανεπιστήμιο

0-603-371-1

ΕΑΒ, 2015

ειας Creativeνα δείτε ένα licenses/by-n

Α∆ΗΜΑΪΚΩο Πολυτεχνε9, 15780 Ζω

pos.gr

ΛΟΓΙΑ μάκων

:

ννίνων

κολογίας ννίνων

ννίνων

ννίνων

άκης

ολογίας ννίνων

ωαννίνων

ς

Θεσσαλονίκη

e Commons Ααντίγραφο τ

nc-nd/3.0/gr/

Ν ΒΙΒΛΙΟΘείο ωγράφου

ης

Αναφορά ∆ητης άδειας αυ/

ΘΗΚΩΝ

ημιουργού - υτής επι-

III

ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Ως φάρμακο ορίζεται κάθε χημική ουσία που μπορεί να μεταβάλλει τις ιδιότητες ενός συ-γκεκριμένου βιολογικού υποστρώματος. Η Φαρμακολογία πραγματεύεται τις επιδράσεις των φαρμά-κων ή, κατά μία γενικότερη έννοια, τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ χημικών ουσιών και βιολογικών συ-στημάτων. Η επιστήμη αυτή αναπτύχθηκε τους τελευταίους δύο αιώνες, παράλληλα με την εξέλιξη των άλλων βιολογικών επιστημών και ιδιαίτερα της Φυσιολογίας, της Βιολογίας και της Βιοχημείας. Μέσω της μελέτης των φαρμάκων, η Φαρμακολογία συμβάλλει στην κατανόηση των φυσιολογικών και παθοφυσιολογικών λειτουργιών του ανθρώπινου οργανισμού. Το γεγονός αυτό έχει μεγάλη αξία για την πρόοδο της Θεραπευτικής και της Ιατρικής γενικότερα. Υπάρχουν, όμως, και πλευρές της Φαρμακολογίας που δεν συνδέονται άμεσα με την κλινική πράξη, αλλά ανήκουν στο χώρο της βασι-κής έρευνας. Όπως ήταν φυσικό, οι ραγδαίες εξελίξεις των βιολογικών επιστημών τις τελευταίες δε-καετίες και η ανάπτυξη νέων ερευνητικών μεθόδων επηρέασε βαθύτατα και τη Φαρμακολογία. Έτσι, σήμερα είμαστε σε θέση αφενός να κατανοούμε καλύτερα το μηχανισμό δράσης πολλών γνωστών και χρήσιμων φαρμάκων και αφετέρου να κατευθύνουμε τη φαρμακολογική και τοξικολογική έρευ-να στην αναζήτηση ουσιαστικότερων και ορθολογικότερων λύσεων για την αξιοποίηση νέων φαρ-μακευτικών μορίων.

Στα κεφάλαια που ακολουθούν, παρουσιάζονται με εναργή και σαφή τρόπο ο μηχανισμός δράσης των φαρμάκων, η τύχη τους μέσα στον οργανισμό και η αλληλεπίδρασή τους με τους βασι-κούς μηχανισμούς που διέπουν την ομοιοστασία των κυτταρικών λειτουργιών. Επομένως, τα φάρμα-κα εξετάζονται, κατά κύριο λόγο, ως εργαλεία για την κατανόηση των βιοχημικών και μοριακών δι-εργασιών που εμπλέκονται στη δράση τους.

Πιστεύουμε ότι η νέα αυτή θεώρηση των φαρμάκων προσφέρει ένα σύγχρονο και σταθερό υπόβαθρο για την περαιτέρω κατανόηση των ιδιοτήτων τους, που είναι χρήσιμο και απαραίτητο για όλους εκείνους που ασχολούνται με τις θεωρητικές ή τις πρακτικές πλευρές της Φαρμακολογίας και των Βιολογικών Επιστημών γενικότερα. Παράλληλα, στο βιβλίο αυτό υπάρχουν χρήσιμες εισαγωγι-κές γνώσεις για την Ιατρική Φαρμακολογία, δηλαδή για τις θεραπευτικές εφαρμογές των φαρμάκων.

Η συμμετοχή στο έργο «Ελληνικά Ηλεκτρονικά Συγγράμματα και Βοηθήματα» μας έδωσε τη δυνατότητα να παρουσιάσουμε το παρόν βιβλίο σε μία σύγχρονη,δυναμική και ανανεώσιμη μορ-φή. Με την ευκαιρία αυτή, εκφράζουμε τις ευχαριστίες μας σε όλους τους συντελεστές του έργου ΚΑΛΛΙΠΟΣ και ιδιαίτερα στον επιστημονικό υπεύθυνο καθηγητή κ. Νικόλαο Μήτρου, για την άψο-γη και αποτελεσματική συνεργασία και υποστήριξη. Ιωάννινα, Οκτώβριος 2015

Μάριος Μαρσέλος

IV

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ιστορία της Φαρμακολογίας μπορεί να διακριθεί σε τρεις φάσεις. Η πρώτη φάση ξεκινά

από τις εμπειρικές παρατηρήσεις στη χρήση φυσικών φαρμάκων, κυρίως φυτικής προέλευσης. Η λέξη φάρμακο είναι ομηρική και σημαίνει βοτάνι. Πρέπει να αναφερθεί, ότι η εμπειρική θεραπευτική χρήση φυτών και ορυκτών καλύπτει μια τεράστια χρονική περίοδο και φθάνει μέχρι τα μέσα του 19ουαιώνα, οπότε αρχίζει η επιστημονική προσέγγιση στη μελέτη των φαρμάκων, με τις πρωτοπορει-ακές ερευνητικές εργασίες των Francois Magendie και Claude Bernard. Η δεύτερη φάση βασίστηκε σε πειραματικά δεδομένα που αφορούσαν το σημείο και τον τρόπο δράσης των φαρμάκων, ενώ πα-ράλληλα βοηθήθηκε από τη μεγάλη ανάπτυξη της Οργανικής Χημείας, η οποία επέτρεψε τη σύνθεση νέων μορίων και την τροποποίηση ορισμένων φυσικών προϊόντων. Η φαρμακευτική έρευνα στηρίζε-ται ακόμη και σήμερα στις κατευθυντήριες γραμμές αυτής της προσέγγισης. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια έχει αρχίσει να αναπτύσσεται η τρίτη φάση της φαρμακολογικής έρευνας, η οποία εκμεταλ-λεύεται τις γνώσεις της Μοριακής Βιολογίας. Η δημιουργία βιοτεχνολογικών φαρμάκων είναι πλέον μία νέα πραγματικότητα, η οποία θα επιτρέψει την ορθολογικότερη και εκλεκτικότερη επέμβαση στους μηχανισμούς της ομοιοστασίας του οργανισμού.

Υπάρχουν πολλοί επιστημονικοί κλάδοι που θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως υποδιαιρέσεις της Φαρμακολογίας.

Η Φαρμακοκινητική εξετάζει την απορρόφηση και κατανομή του φαρμάκου στον οργανισμό, τον τυχόν μεταβολισμό του και τους μηχανισμούς απέκκρισής του.

Η Φαρμακοδυναμική μελετά τη δράση των φαρμάκων σε κυτταρικό και μοριακό επίπεδο, και εξάγει συμπεράσματα για τα αποτελέσματα που έχει η χορήγηση μιας ουσίας στις ζωτικές λειτουργί-ες ολόκληρου του οργανισμού.

Αυτοί οι δύο τομείς είναι πλησιέστερα προς τις βασικές επιστήμες και αποτελούν τους ακρο-γωνιαίους λίθους της Φαρμακολογίας, ιδιαίτερα στην αρχική αξιολόγηση των ιδιοτήτων μίας ουσίας με πιθανές θεραπευτικές εφαρμογές.

Η Βιοχημική Φαρμακολογία καλύπτει ένα μεγάλο μέρος της Φαρμακοκινητικής και της Φαρμακοδυναμικής, επειδή μελετά αφενός την τύχη του φαρμάκου στον οργανισμό (βιομετατροπή μέσω χημικών αντιδράσεων), και αφετέρου τους μηχανισμούς που επηρεάζουν τις λειτουργίες του οργανισμού, δηλαδή που σχετίζονται με την εκδήλωση των φαρμακολογικών επιδράσεων. Αυτή η έμφαση στους βιοχημικούς μηχανισμούς δράσης των φαρμάκων διακρίνει τη Φαρμακολογία από τις άλλες βασικές ιατρικές επιστήμες. Κατ’ αναλογία, η εισαγωγή των νέων ερευνητικών μεθόδων της Μοριακής Βιολογίας στη μελέτη της δράσης των φαρμάκων ή στην ανάπτυξη νέων βιοτεχνολογικών μορίων με συγκεκριμένες φαρμακολογικές ιδιότητες οδήγησε στην ανάπτυξη της καλούμενης Μορι-ακής Φαρμακολογίας.

Η Χημειοθεραπεία, σύμφωνα με τον ορισμό που διατύπωσε πρώτος ο Paul Ehlrich (1862-1915), μελετά τα φάρμακα που εμφανίζουν εκλεκτική τοξικότητα για διαφόρους μικροοργανισμούς. Αργότερα, η έννοια αυτή απέκτησε μεγαλύτερη ευρύτητα, με αποτέλεσμα να αναφέρεται, επίσης στην επίδραση των φαρμάκων στα καρκινικά κύτταρα (Χημειοθεραπεία των λοιμώξεων και Χημειο-θεραπεία των νεοπλασμάτων).

Ως Θεραπευτική ή Φαρμακοθεραπευτική νοείται η εφαρμογή της Φαρμακολογίας στην πρό-ληψη, τη διάγνωση και την ίαση των ασθενειών.

Πριν από τη χρησιμοποίηση των φαρμάκων στην κλινική πράξη, προηγούνται μελέτες σε πειραματόζωα, οι οποίες είναι πολυετείς και πολυδάπανες. Μόνο με ερευνητικά δεδομένα από πει-ραματόζωα, καλλιέργειες κυττάρων, και διάφορες άλλες πειραματικές διατάξεις, είναι δυνατή η ε-μπεριστατωμένη κατανόηση των ποικίλων τοξικοφαρμακολογικών ενεργειών και η ορθολογική θε-ραπευτική αξιοποίηση των φαρμάκων. Το στάδιο της αρχικής χορήγησης ενός νέου φαρμάκου σε ασθενείς περιλαμβάνει μια ειδική μεθοδολογική προσέγγιση, με την οποία ασχολείται η καλούμενη Κλινική Φαρμακολογία. Ο κλάδος αυτός παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον για πολλούς λόγους. Κα-ταρχάς, οι φαρμακολογικές μελέτες σε πειραματόζωα δεν έχουν πάντοτε εφαρμογή στην κλινική πράξη, επειδή ο άνθρωπος μπορεί να απαντά με άλλο τρόπο σε ένα φάρμακο ή σε κάποιο μεταβολίτη του. Επίσης, οι αρχικές δοκιμασίες μιας νέας φαρμακευτικής ουσίας μπορούν να αξιοποιηθούν μόνον

V

όταν οι αντίστοιχες κλινικές μελέτες έχουν γίνει μέσα σε ένα αυστηρά καθορισμένο πλαίσιο επιστη-μονικών γνώσεων και δεοντολογίας. Η Κλινική Φαρμακολογία παρέχει τις εγγυήσεις ενός τέτοιου πλαισίου.

Μαζί με την πρόοδο της φαρμακολογικής έρευνας, ανέκυψαν και αρκετά προβλήματα τόσο σε θεωρητικό όσο και σε πρακτικό επίπεδο. Σήμερα, καταβάλλεται προσπάθεια ενιαίας προσέγγισης αυτών των προβλημάτων με τη διενέργεια διεθνών συνεδρίων και με τη συγκρότηση επιτροπών, οι οποίες έχουν ως κύριο μέλημα να θεσπίσουν μία κοινή επιστημονική ορολογία, να καθιερώσουν σταθερές μεθόδους για την παρασκευή των πρώτων υλών, καθώς και αξιόπιστες διαδικασίες για την έγκριση των νέων φαρμακευτικών προϊόντων. Η Διεθνής Ομοσπονδία των Επιστημονικών Εται-ρειών Φαρμακολογίας (IUPHAR) έχει αναλάβει με επιτυχία την εναρμόνιση της ορολογίας, ιδιαίτε-ρα στον ταχύτατα εξελισσόμενο τομέα της έρευνας για τους υποδοχείς των φαρμάκων. Το θέμα αυτό κρίνεται αναγκαίο, προκειμένου να υπάρχουν κοινά και σταθερά σημεία αναφοράς μεταξύ των δια-φόρων επιστημονικών ομάδων που ασχολούνται με την έρευνα των μεγαλομορίων μέσω των οποίων τα φάρμακα εκδηλώνουν τις ενέργειές τους. Μία άλλη κοινή προσπάθεια εναρμόνισης αφορά την τυποποίηση των μεθόδων σύνθεσης και βιομηχανικής παραγωγής των καθαρών φαρμακευτικών ε-νώσεων, έτσι ώστε να είναι εγγυημένη η κατά το δυνατόν σταθερή ποιότητά τους σε διεθνή κλίμακα. Το θέμα αυτό πραγματεύεται η Διεθνής Φαρμακοποιΐα, η οποία εκδίδεται σε τακτά χρονικά διαστή-ματα, ως σταθερό κείμενο αναφοράς

1

Πίνακας Περιεχομένων ΠΡΟΛΟΓΟΣ III

ΕΙΣΑΓΩΓΗ IV

ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΩΝ ΚΑΙ ΑΚΡΩΝΥΜΙΩΝ 9

Κεφάλαιο 1 18

ΦΑΡΜΑΚΟΚΙΝΗΤΙΚΗ 18

Μηχανισμοί απορρόφησης, κατανομής και απέκκρισης των φαρμάκων 18

1.Απορρόφηση 18

1.1.Διέλευση των βιολογικών μεμβρανών 18

1.2.Τρόποι χορήγησης φαρμάκων 20

1.2.1.Χορήγηση από το πεπτικό σύστημα 21

1.2.2.Παρεντερική χορήγηση 21

1.3.Φαρμακοτεχνικές μορφές 23

2.Κατανομή 24

2.1.Γενικές αρχές 24

2.2.Πρωτεϊνική σύνδεση φαρμάκων 26

2.3.Φραγμοί 27

3.Απέκκριση ‐ Τερματισμός της φαρμακολογικής ενέργειας 28

3.1.Νεφρική απέκκριση 29

3.2.Ηπατική απέκκριση 31

3.3.Άλλες οδοί αποβολής 31

Ενδεικτική βιβλιογραφία 32


ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΩΝ ΟΥΣΙΩΝ ΚΑΙ ΑΛΛΩΝ

ΞΕΝΟΒΙΟΤΙΚΩΝ 36

1.Εισαγωγή 36

2.Ομάδες χημικών αντιδράσεων βιομετατροπής 36

3.Παράγοντες που επηρεάζουν τον μεταβολισμό των φαρμάκων 37

4.Αναστολή του μεταβολισμού των φαρμάκων 39

5.Επιτάχυνση του μεταβολισμού των φαρμάκων – Επαγωγή ενζύμων 40

5.1.Έλεγχος της παρουσίας ή μη επαγωγής 41

2

6.Βιοχημεία αντιδράσεων του μεταβολισμού των φαρμάκων 42

6.1.Μεταβολική φάση Ι 42

6.1.1.Υδρόλυση 42

6.1.2.Αναγωγή 46

6.1.3.Οξείδωση 48

6.2.Μεταβολική φάση ΙΙ 57

6.2.1.Σύζευξη με γλυκουρονικό οξύ 58

6.2.2.Σύζευξη με θειικό οξύ 62

6.2.3.Μεθυλίωση 64

6.2.4.Ακετυλίωση 66

6.2.5.Σύζευξη με αμινοξέα 68

6.2.6.Σύζευξη με γλουταθειόνη 69

Ενδεικτική Βιβλιογραφία 71


ΦΑΡΜΑΚΟΚΙΝΗΤΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΟΛΟΓΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 75

1.Ανακεφαλαίωση των φαρμακοκινητικών αρχών 75

1.1.Όγκος κατανομής 75

1.2.Κάθαρση 75

1.3.Χρόνος ημιζωής 76

1.4.AUC 77

1.5.Βιοδιαθεσιμότητα 77

2.Ανοικτό μονόχωρο και ανοικτό δίχωρο σύστημα 77

3.Πρακτικές συνέπειες της εκθετικής διακίνησης των φαρμάκων 79

4.Η φαρμακολογική ενέργεια ως συνάρτηση του χρόνου 81



ΦΑΡΜΑΚΟΔΥΝΑΜΙΚΗ 86

1.Η έννοια της φαρμακολογικής ενέργειας 86

1.1.Μηχανισμοί δράσης 86

1.2.Παράγοντες που επηρεάζουν τις ενέργειες των φαρμάκων 87

1.2.1.Ύπαρξη ειδικών υποδοχέων σύνδεσης 87

1.2.2.Ένταση της απάντησης 89

1.2.3.Ρύθμιση υποδοχέων 89

3

1.2.4.Χημική δομή των φαρμάκων 90

1.2.5.Φαρμακοτεχνική μορφή 91

1.2.6.Βάρος του σώματος 91

1.2.7.Ηλικία. 91

1.2.8.Ατομική ευαισθησία 91

1.2.9.Ανάπτυξη αντοχής στο φάρμακο 92

1.2.10.Ανάπτυξη αντίστασης 92

1.2.11.Ψυχολογικοί παράγοντες 92

1.2.12.Παθολογικές καταστάσεις 93

1.2.13.Παρουσία άλλων φαρμάκων 93

1.3.Η φαρμακολογική ενέργεια ως συνάρτηση της δοσολογίας 94



ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΡΑΣΗΣ ΦΑΡΜΑΚΩΝ 99

Α. Υποδοχείς και Μεταγωγή Σήματος 99


2.Κατηγορίες υποδοχέων και συστήματα μεταγωγής σήματος 100

3.Βασικές αρχές της μεταγωγής σήματος και δράση φαρμάκων 102

4.Αναλυτική περιγραφή των βασικών κατηγοριών υποδοχέων και των συστημάτων μεταγωγής

σήματος 103

4.1. Ιοντικοί δίαυλοι 103

4.1.1 Τασοελεγχόμενοι ιοντικοί δίαυλοι 103

4.1.2 Ιοντικοί δίαυλοι ελεγχόμενοι από πρόσδεμα 104

4.2. Πυρηνικοί Υποδοχείς - Mεταγραφικοί παράγοντες. 107

4.3 Μεμβρανικοί υποδοχείς που συζεύγνυνται με πρωτεΐνες G. 109

4.3.1 Η σηματοδοτική τριάδα GPCR-πρωτεΐνη G-τελεστής 111

4.3.2.Μηχανισμοί ρύθμισης της σηματοδότησης μέσω των GPCR 113

4.3.3.Συστήματα δεύτερων αγγελιοφόρων 115

4.4.Μεμβρανικοί υποδοχείς που είτε είναι ένζυμα είτε συνδέονται με κυτταροπλασματικά ένζυμα. 117

4.5.Αλληλεπίδραση υποδοχέων και συστημάτων μεταγωγής σήματος στη ρύθμιση φυσιολογικών κυτταρικών λειτουργιών: το παράδειγμα των αγγειακών λείων μυϊκών ινών 120

Β. Νευροδιαβίβαση 122

5.Φάρμακα και Νευροδιαβίβαση 122

5.1.Νευρικό σύστημα 122

4

5.2.Ενδεικτικά παραδείγματα φαρμάκων που επηρεάζουν αντίστοιχα νευροδιαβιβαστικά συστήματα. 123

5.2.1.Ακετυλοχολίνη - Χολινεργικό σύστημα 123

5.2.2.Ντοπαμίνη - Ντοπαμινεργικό σύστημα 124

5.2.3.Αδρεναλίνη - Νοραδρεναλίνη 125

5.2.4.Σεροτονίνη 126

5.2.5.γ-Αμινοβουτυρικό οξύ 127

5.2.6.Γλουταμινικό οξύ 128

5.2.6.Πεπτίδια 128



ΓΝΩΣΤΟΙ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΕΝΟΙ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ 131

1.Ακετυλοχολίνη [Χολινεργικοί υποδοχείς] 131

2.Αδενοσίνη 133

3.Νοραδρεναλίνη και Αδρεναλίνη – Αδρενεργικοί υποδοχείς 134

4.γ‐Αμινοβουτυρικό οξύ (GABA‐εργικοί υποδοχείς) 135

5.Αγγειοτενσίνη 136

6.Δίαυλοι ιόντων ασβεστίου 136

7.Κανναβινοειδή 137

8.Ντοπαμίνη (Ντοπαμινεργικοί Υποδοχείς) 138

9.Ισταμίνη ‐ Ισταμινεργικοί υποδοχείς 139

10.Σεροτονίνη (5‐Υδροξυτρυπταμίνη) (Σεροτονινεργικοί υποδοχείς) 140

11.ΑΤΡ 143

12.Οπιοειδή 145

13.Προστανοειδή 146

14.Βαζοπρεσσίνη και Ωκυτοκίνη 148

15.Χημειοκίνες – Λευκοκυτταρικοί υποδοχείς 149

16.Στεροειδείς Ορμόνες 149

17.Επιδερμικός αυξητικός παράγοντας 151

18.Κυκλοοξυγενάσες 152


Κεφαλαιο 7 155

5

ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΦΑΡΜΑΚΩΝ 155

1.Ανεπιθύμητες ενέργειες και τοξικότητα 155

1.1.Αντιδράσεις από ιδιοσυγκρασιακούς παράγοντες 155

1.1.1.Αδρανοποίηση της σουκινυλοχολίνης 156

1.1.2.Ακετυλίωση της ισονιαζίδης 157

1.1.3.Ανεπάρκεια της γλυκοζο-6-φωσφορικής αφυδρογονάσης 157

1.2.Αντιδράσεις από φαρμακοχημικούς παράγοντες 158

1.2.1.Αλλεργία 158

1.2.2.Εξάρτηση 159

1.2.3.Γονοτοξικότητα 160



ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑΣ 174

1. Μέθοδοι Αξιολόγησης της τοξικότητας 174

1.1.Πειραματικές Μελέτες 174

1.1.1.Οξεία τοξικότητα 175

1.1.2.Υποξεία τοξικότητα 176

1.1.3.Παρατεταμένη τοξικότητα 176

1.1.4.Χρόνια τοξικότητα 176

1.1.5.Αναπαραγωγή και Τερατογένεση 177

1.1.6.Μεταλλαξιογένεση 178

1.1.7.Εκλεκτική τοξικότητα 180

1.2.Κλινικές Μελέτες 181



EΚΛΕΚΤΙΚΗ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ 186

1.Αντιμικροβιακά φάρμακα 186

1.1.Επίδραση στο μικροβιακό τοίχωμα 186

1.2.Επίδραση στη μικροβιακή μεμβράνη 189

1.3.Αναστολή της μικροβιακής πρωτεϊνοσύνθεσης 190

1.4.Επίδραση στο γενετικό υλικό των μικροβίων 192

1.5.Αναστολή του διάμεσου μεταβολισμού των μικροβίων 194

2.Αντιμυκητικά φάρμακα 194

2.1.Επίδραση στη δομή και τη λειτουργία της μεμβράνης των μυκήτων 194

6

2.2.Επίδραση στον πολλαπλασιασμό των μυκήτων 195

3.Αντιπρωτοζωικά φάρμακα 195

3.1.Πλασμώδια της ελονοσίας 195

3.2.Άλλα πρωτόζωα 195

4.Ανθελμινθικά φάρμακα 196

4.1.Επίδραση στην κινητικότητα των ελμίνθων 196

4.2.Επίδραση στον μεταβολισμό των ελμίνθων 196

5.Ιοστατικά φάρμακα 196

5.1.Αναστολή της εισόδου και της εξόδου από τα κύτταρα-ξενιστές 197

5.2.Αναστολή της ανάστροφης μεταγραφάσης των RNA-ιών 197

5.3.Αναστολή της DNA-πολυμεράσης 198

5.4.Αναστολή της πρωτεάσης 199

6.Φάρμακα κατά των νεοπλασμάτων 199

6.1.Ομάδες αντινεοπλασματικών φαρμάκων 200

6.2.Μηχανισμοί δράσης των αντινεοπλασματικών φαρμάκων 201

6.2.1.Μεταβολές στη χωροδιάταξη και τη λειτουργία του DNA 201

6.2.2.Παρεμπόδιση της σύνθεσης φυσιολογικών πυρηνικών οξέων 204

6.2.3.Αναστολή της κυτταρικής διαίρεσης 206

6.2.4. Παρεμπόδιση της κυτταρικής ανάπτυξης 206

6.3.Παράγοντες που επηρεάζουν την απάντηση στα αντινεοπλασματικά φάρμακα 207

Eνδεικτική βιβλιογραφία 209


ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ 213


2.Ανάδυση της Μοριακής Βιοτεχνολογίας 213

3.Γονιδιακή Θεραπεία 217

3.1.Γονιδιακή Θεραπεία Κληρονομικών Ασθενειών 219

3.2.Προοπτικές της Γονιδιακής Θεραπείας στη Βιομηχανία Φαρμάκων 219

4.Πρωτέωμα (Proteomics) 220

4.1.Αξιολόγηση της Αποτελεσματικότητας και Τοξικότητας Φαρμάκων Βασιζόμενη στο Πρωτέωμα - Ανακάλυψη Βιοϊχνηλατών 221

5.Χρήσιμα «Εργαλεία» στην Υπηρεσία της Ανάπτυξης Βιοτεχνολογικών Προϊόντων 222

5.1.Κυτταρικές Μικροσυστοιχίες (Cellular microarrays) 222

7

5.2.Βιοκυκλώματα (Microchips) 224

5.3.Βιοπληροφορική (Bioinformatics) 224

5.4.Πηγή Βιοαναλύσεων: PubChem (https//pubchem.ncbi.nlm.nih.gov) 225

6.Βιοτεχνολογικά Φάρμακα σε Στάδιο Ανάπτυξης 226



ΜΟΝΟΚΛΩΝΙΚΑ ΑΝΤΙΣΩΜΑΤΑ 231


2.Τα επιφανειακά Αντιγόνα ως Στόχος Θεραπευτικής Παρέμβασης 231

3.Τι Είναι και πώς Παρασκευάζονται τα Μονοκλωνικά Αντισώματα 232

4.Τα Μονοκλωνικά Αντισώματα στην Κλινική Πράξη 235

4.1.Διαγνωστικά Μονοκλωνικά Αντισώματα 235

4.2.Θεραπευτικά Μονοκλωνικά Αντισώματα 236

4.2.1.Ως Αντινεοπλασματικά Φάρμακα 236

4.2.2.Ως Ανοσοκατασταλτικά και Αντιφλεγμονώδη Φάρμακα 240

4.2.3.Ως Φάρμακα κατά ∆ιαφόρων Παθήσεων 243

5.Συμπεράσματα 244



H ΦΑΡΜΑΚΟΓΟΝΙΔΙΩΜΑΤΙΚΗ ΣΤΗN ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΡΑΞΗ 248


2.Ανεπιθύμητες Ενέργειες Φαρμάκων και Φαρμακογονιδιωματική 248

3.Φαρμακογονιδιωματικοί Βιοδείκτες σε Ευρεία Εφαρμογή στην Κλινική Πράξη 249

3.1.CYP2D6 250

3.2.CYP2C9 (και VKORC1) 253

3.3.CYP2C19 255

3.4.CYP3A5 257

3.5.CYP1A2 257

3.6.ΤΡΜΤ 258

3.7.UGT1A1 258

3.8.β2-Αδρενεργικοί υποδοχείς 259

3.9.Υποδοχέας 2C της 5-υδροξυτρυπταμίνης (5-HT2C) 260

8

3.10.Μεταφορέας της 5-υδροξυτρυπταμίνης (5-HTTLPR) 260

3.11.Μείζον Σύμπλεγμα Ιστοσυμβατότητας, τάξη Ι, Β (HLA-B) 260

3.12.Μεταφορέας οργανικών κατιόντων 261

3.13.Μεταφορέας οργανικών ανιόντων 262

3.14.Υποδοχείς στόχοι μονοκλωνικών αντισωμάτων 262

4.Διεθνείς πρωτοβουλίες για ανάπτυξη της φαρμακογονιδιωματικής 263

5.Μέτρηση των θεραπευτικών επιπέδων των φαρμάκων και Φαρμακογονιδιωματική 264

6.Προοπτικές του Μέλλοντος 265

7.Επίλογος 266


ΓΛΩΣΣΑΡΙ - ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ 269

9

ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΩΝ ΚΑΙ ΑΚΡΩΝΥΜΙΩΝ

A1-3 Adenosine receptors 1-3, Υποδοχείς αδενοσίνης

AC Adenylate cyclase, Αδενυλική κυκλάση

ADH Alcohol dehydrogenase, Αλκοολική αφυδρογονάση

AF1 Activation function 1, Λειτουργία ενεργοποίησης 1

AHR Aryl hydrocarbon receptor, Υποδοχέας αρυλυδρογονανθράκων

AIDS Acquired immunodeficiency syndrome, Σύνδρομο επίκτητης ανοσοανεπάρκειας

ALDH Aldehyde dehydrogenase, Αλδεϋδική αφυδρογονάση

ANP Atrial natriuretic peptide, Νατριοδιουρητικό πετίδιο των κόλπων

ΑΝΣ Αυτόνομο Νευρικό Σύστημα

AR Androgen receptor, Υποδοχέας ανδρογόνων

AT1-2 Angiotensin receptor 1 or 2, Υποδοχείςαγγειοτενσίνης AUC Area under the curve, Εμβαδόν επιφάνειας κάτω από την καμπύλη BCNU bis-Chloroethyl-nitrosourea, δις-Χλωροαιθυλ-νιτροζουρία BLyS B-Lymphocyte stimulator, Διεγέρτης των Β-λεμφοκυττάρων

BRAF Proto-oncogene v-Raf murine sarcoma viral oncogene homolog B, Ογκογονίδιο που ανιχνεύτηκε σε σάρκωμα ποντικού και κωδικοποιεί μια κινάση σερίνης/θρεονίνης

CaMK Calcium/Calmodulin-Dependent Protein Kinase, Kινάση εξαρτώμενη από το σύμπλοκο ασβεστίου/καλμοδουλίνης

cAMP Cyclic AMP, Κυκλικό AMP

CAR Constitutive Androstane Receptor, Σταθερός υποδοχέας ανδροστανίου

Cav1-3x Calcium voltage-gated channel 1-3x, Τασεοϋποδοχείς διαύλων ιόντων ασβεστίου

CB1,2 Cannabinoid receptors 1 or 2, Υποδοχείςκανναβινοειδών

CCNU 1-(2-Chloroethyl)-3-Cyclohexyl-1-Nitrosourea, 1-(2-χλωροαιθυλ-3-κυκλοεξυλ-1-νιτροζουρία)

CCR1-10 β-Chemokine Receptor 1-10, Υποδοχείς β-χημειοκίνης

CD CD20, CD22 κλπ, πρόκειται για αντιγονικές γλυκοζυλιωμένες πρωτεΐνες που βρίσκονται στην επιφάνεια ορισμένων κυττάρων

CDC Center for Disease Control and Prevention, Κέντρο Ελέγχου και Πρόληψης Ασθενειών των ΗΠΑ

CEA Canceroembryonic antigen, Καρκινοεμβρυϊκό αντιγόνο

10

cGMP Cyclic GMP, Κυκλικό GMP

CHOP Combination anticancer therapy with Cyclophosphamide, Doxorubicin, Vincristine and Prednizone, Αντικαρκινικό θεραπευτικό σχήμα από κυκλοφωσφαμίδη, δοξορουβικίνη, βινκριστίνη, πρεδνιζόνη

Cl Clearance, Κάθαρση CMV Cytomegalovirus, Ιός των μεγαλοκυτταρικών εγκλείστων CoA Coenzyme A, Συνένζυμο Α COMT Catechol O-methyltransferase, Κατεχολική Ο-μεθυλοτρανσφεράση

COX Cyclooxygenase, Κυκλοοξυγενάση

CPIC Clinical Pharmacogenomics Implementation Consortium, Διεθνής Σύμπραξη Κλινικής Εφαρμογής της Φαρμακογονιδιωματικής

CTLA-4 Cytotoxic T Lymphocyte-Associated Antigen 4, Μεμβρανική αντιγονική πρωτεΐνη 4 των κυτταροτοξικών, ή «φονικών», Τ-λεμφοκυττάρων

CYP CYP1, CYP2 κλπ, Οι υπεροικογένειες γονιδίων των κυτοχρωμάτων P-450

CXCR1-6 α-Chemokine receptors 1-6, Υποδοχείς α-χημειοκίνης

D1-5 Dopamine receptors 1-5, Υποδοχείς ντοπαμίνης

DAG Diacylglycerol, Διακυλγλυκερόλη

DBD DNA-Binding Domain, Περιοχή σύνδεσης DNA DDT Dichloro-diphenyl-trichloroethane, Διχλωρο-διφαινυλο-τριχλωραιθάνιο DHEA Dehydroepiandrosterone, Δεϋδροεπιανδροστερόνη DNA Deoxyribonucleic acid, Δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ

DP1-2 Prostaglandin D receptors 1-2, Υποδοχείς προσταγλανδίνης D

DPWG Dutch Pharmacogenetics Working Group, Ολλανδική Ομάδα Εργασίας στη Φαρμακογενετική

ED50 Median effective dose, Διάμεση αποτελεσματική δόση EDTA ε-Diethylene-triamino-pentacetic acid, ε-Διαιθυλενο-τριαμινο-πεντοξικό οξύ

EGFR Epidermal growth factor receptor, Υποδοχέας του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα

EMA European Medicines Agency, Ευρωπαϊκός Οργανισμός Φαρμάκων

EMs Extensive metabolizers, «Εκτενείς» μεταβολιστές – άτομα με μεγάλη μεταβολική ικανότητα

EP1-4 Prostaglandin E receptors 1-4, Υποδοχείς προσταγλανδίνης Ε

EpCAM Epithelial Cell Adhesion Molecule, Επιφανειακή γλυκοπρωτεΐνη πρόσδεσης στα επιθηλαικά κύτταρα

ER Estrogen Receptor, Υποδοχέας οιστρογόνων

ERK Extracellular signal regulated kinase, Κινάση εξαρτώμενη από εξωκυττάρια σήματα

ESGCT European Society of Gene and Cell Therapy, Ευρωπαϊκή Επιτροπή για τη Γονιδιακή και Κυτταρική Θεραπεία

Fab Fraction of antigen binding, Περιοχή αντισώματος για την πρόσδεση του αντιγόνου

11

FAD Flavin adenine dinucleotide, Φλαβινο-αδενινο-δινουκλεοτίδιο Fc Fraction of antigen of constitutive nature, Σταθερή περιοχή αντισώματος

FDA Food and Drug Administration, Οργανισμός αξιολόγησης τροφίμων και φαρμάκων, στις ΗΠΑ

FFAR1 Free Fatty Acid Receptor 1, Yποδοχέας 1 ελεύθερων λιπαρών οξέων FMO Flavin monooxygenases, Mονοξυγονάσες φλαβίνης

FP Prostaglandin F receptor, Υποδοχέας προσταγλανδίνης F

FSH Follicle Stimulating Hormone, Θυλακιοτρόπος ορμόνη 5-FU 5-Fluorouracil, 5-Φθοριο-ουρακίλη

FXR Farnesoid X Receptor, Υποδοχέας X φαρνεσοειδών

GABA gamma-Aminobutyric acid, γ-Αμινοβουτυρικό οξύ

GABAA,B, gamma-Aminobutyric acid receptors A and B, Υποδοχείς γ-αμινοβουτυρικού οξέος

GnRH Gonadotropin Releasing Hormone, Εκλυτική ορμόνη γοναδοτροπινών GP Glycoprotein, Γλυκοπρωτεΐνη

GPCR G-Protein Coupled Receptor, Υποδοχέας συνδεδεμένος με πρωτεΐνη G

G-6-PD Glucose-6-phosphate dehydrogenase, Αφυδρογονάση του γλυκοζο-6-φωσφορικού οξέος

GR Glucocorticoid Receptor, Υποδοχέας γλυκοκορτικοειδών

GRE Glucocorticoid Response Elements, Περιοχή απάντησης των γλυκοκορτικοειδών

GRK G-Protein Receptor Kinase, Κινάση υποδοχέα GPCR GSTA Glutathione S-transferase, S-Τρανσφεράση της γλουταθειόνης

GTAC Gene Therapy Advisory Committee, Συμβουλευτική Επιτροπή Γονιδιακής Θεραπείας

H1-4 Histamine receptors 1-4, Υποδοχείς ισταμίνης

ΗΑΜΑ Human Antibody Against Mouse Antigen, Ανθρώπινο αντίσωμα κατά ανοσοσφαιρινών του ποντικού

HER1-4 Human Epidermal Growth Factor Receptors 1-4, Υποδοχείς για τον επιδερμικό αυξητικό παράγοντα του ανθρώπου

hGSTA Human glutathione S-transferase, Ανθρώπινη S-τρανσφεράση της γλουταθειόνης

HIV Human immunodeficiency virus, Ιός της επίκτητης ανοσοανεπάρκειας του ανθρώπου

HLA Human Leukocyte Antigen, Σύμπλεγμα αντιγόνων των ανθρώπινων λευκοκυττάρων

5HT1-7 5-Hydroxytryptamine (Serotonin) receptors 1-7, Υποδοχείς σεροτονίνης

5-HTTLPR Serotonin transporter linked polymorphic region, Πολυμορφικό γονίδιο έκφρασης του μεταφορέα σεροτονίνης

IARC/WHO International Agency for Research in Cancer of the World Health Organaization, Διεθνές Κέντρο για την Έρευνα του Καρκίνου της Παγκόσμιας

12

Οργάνωσης Υγείας

IgG IgΑ, IgΜ κλπ, Immunoglobulins, Ανοσοσφαιρίνες IL -1, -2 κλπ, Interleukins, Ιντερλευκίνες με διαφορετικού τύπου ενέργειες i.m. intramuscular, ενδομυϊκός IMs Intermediate metabolizers, Ενδιάμεσοι μεταβολιστές ΙP Prostacyclin receptor, Υποδοχέας προστακυκλίνης

INR International Normalized Ratio for blood clotting time, Διεθνές σύστημα κανονικοποίησης των τιμών του χρόνου προθρομβίνης

IP3 Inositol-(1,4,5)-trisphosphate, Τριφωσφορική-(1,4,5)-ινοσιτόλη

IR Insulin Receptor, Υποδοχέας ινσουλίνης iRNA Interfering RNA, Παρεμβαλλόμενο RNA

IUPHAR International Union of Pharmacology, Διεθνής Ομοσπονδία των Επιστημονικών Εταιρειών Φαρμακολογίας

i.v. intravenous, ενδοφλέβιος

JAK Janus Kinase, Κινάση Janus Κ.Λ.Ο.Α. Κατά λεπτόν όγκος αίματος

KNMP Royal Dutch Pharmacist's Association, Βασιλική Εταιρεία Ολλανδών Φαρμακοποιών

ΚΝΣ Κεντρικό νευρικό σύστημα KRAS,or V-Ki-ras2

Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog, Ιικό ογκογονιδιακό ομόλογο που απομονώθηκε από Kirsten rat sarcoma

LBD Ligand-Binding Domain, Περιοχή σύνδεσης προσδέματος LD50 Median lethal dose, Διάμεση θανατηφόρα δόση

LH Luteinizing Hormone, Ωχρινοτρόπος ορμόνη

LHRH Luteinizing hormone-releasing hormone, Εκλυτικός παράγοντας της ωχρινοτρόπου ορμόνης

LXR Liver X Receptor, Ηπατικός υποδοχέας Χ

M1-5 Μuscarinic acetylcholine receptors 1-5, Μουσκαρινικοί υποδοχείς ακετυλοχολίνης

MAO Monoamine oxidase, Μονοαμινοξειδάση

MAPK Mitogen-Activated Protein Kinase, Πρωτεϊνική κινάση ενεργοποιούμενη από μιτογόνα

M.B. Μοριακό βάρος

MeCCNU 1-(2-Chloroethyl)-3-(4-Methylcyclohexyl)-1-Nitrosourea, 1-(2-χλωροαιθυλ)-3-(4-μεθυλοκυκλοεξυλ)-1-νιτροζουρία

6-ΜΡ 6-Mercaptopurine, 6-Μερκαπτοπουρίνη

MPTP 1-Methyl-4-phenyl-1,2,5,6-tetrahydropyridine, 1-Μεθυλ-4-φαινυλ-1,2,5,6-τετραϋδροπυριδίνη

MR Mineralocorticoid Receptor, Υποδοχέας αλατοκορτικοειδών NAD Nicotinamide Adenine Dinucleotide, Νικοτιναμιδο-αδενινο-δινουκλεοτίδιο

NADP Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate, Φωσφορικό νικοτιναμίδο-αδενίνο- δινουκλεοτίδιο

13

NAG N-Acetyl-glucosamine, Ν-Ακετυλο-γλυκοζαμίνη NAM N-Acetyl-muramic acid, Ν-Ακετυλο-μουραμικό οξύ ΝΑΤ N-Acetyltransferase, Ν-Ακετυλοτρανσφεράση

NCBI National Center for Biotechnology Information, Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Δεδομένων στις ΗΠΑ

NGFR (TrkA) Nerve Growth Factor Receptor, Υποδοχέας νευροαυξητικού παράγοντα ΝΙΗ National Institute of Health, Εθνικό Ινστιτούτο Ιατρικών Ερευνών, στις ΗΠΑ

NM-AChR Nicotinic (muscle) Acetylcholine Receptor, Νικοτινικός υποδοχέας ακετυλοχολίνης στην τελική κινητική πλάκα

NΝ-AChR, Nicotinic (neuronal) Acetylcholine Receptor, Νικοτινικός υποδοχέας ακετυλοχολίνης σε νευρώνες

ΝΟ Nitrogen oxide, Οξείδιο του αζώτου

NOS NO Synthase, Συνθάση του ΝΟ

NRG1-4

Neuregulins (or Neuroregulins) 1-4, Νευρορεγουλίνες (<παράγοντες που επηρεάζουν την ωρίμανση και διαφοροποίηση των νευρώνων)

ΝΣ Νευρικό σύστημα

NSAIDs Non-steroidal anti-inflammatory drugs, Μη στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα

OP1-3 (DOP, KOP, MOP)

Opioid receptors (OP1 or DOP, OP2 or KOP, OP3 or MOP), Υποδοχείς οπιοειδών OP1 ή δ-, OP2 ή κ-, και OP3 ή μ-

ΡΑΒΑ p-Aminobenzoic acid, π-Αμινοβενζοϊκόοξύ PAPS 5-Phosphosulfate-3-phosphoadenosine, 5-Φωσφοθειική-3-φωσφοαδενοσίνη PCN Pregnenolone 16α-carbonitrile, Πρεγνενολονο-16α-καρβονιτρίλιο PCR Polymerase chain reaction, Αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης

PDE Phosphodiesterase, Φωσφοδιεστεράση

PDGFR Platelet-Derived Growth Factor Receptor, Υποδοχέας του αιμοπεταλιακού αυξητικού παράγοντα

PGRN National Institute of Health-supported Pharmacogenetics Research Network, Δίκτυο Έρευνας στη Φαρμακογενετική υποστηριζόμενο από το ΝΙΗ, στις ΗΠΑ

PharmGKB Pharmacogenetics and Pharmacogenomics Knowledge base, Τράπεζα Πληροφοριών στη Φαρμακογενετική και Φαρμακογονιδιωματική, στις ΗΠΑ

PI3K Phosphoinositide 3-kinase, 3-Κινάση των φωσφοϊνοσιτιδίων

PIP3 Phosphatidylinositol-(3,4,5)-triphosphate, Τριφωσφορική-(3,4,5)-φωσφατιδυλοϊνοσιτόλη

PKA Protein Kinase A, Πρωτεϊνική κινάση Α

PKB (Akt) Protein Kinase B, Πρωτεϊνική κινάση B

PKC Protein Kinase C, Πρωτεϊνική κινάση C

PKG Protein Kinase G, Πρωτεϊνική κινάση G

14

PLC Φωσφολιπάση C, Phospholipase C

PMs Poor metabolizers, «Φτωχοί» μεταβολιστές (<άτομα με χαμηλή μεταβολική ικανότητα)

ΠΝΣ Περιφερικό Νευρικό Σύστημα

POMC Pro-opiomelanocortin, Προ-οπιομελανοκορτίνη

p.o. per os, από το στόμα

POMT Phenol O-methyltransferase, Φαινολική Ο-μεθυλοτρανσφεράση

PPAR Peroxisome Proliferator-Activated Receptor, Υποδοχείς που ενεργοποιούν τον πολλαπλασιασμό των υπεροξυσωμάτων

PR Progesterone Receptor, Υποδοχέας προγεστερόνης

PSMA Prostate Specific Membrane Antigen, Ειδικό μεμβρανικό αντιγόνο του προστάτη

PST Phenol sulphotransferases, Φαινολο-σουλφοτρανσφεράσες

Ρ2Χ1-7 Purinergic X Receptors 1-7 (channel), Πουρινεργικοί υποδοχείς Χ (ιοντικοί)

PXR Pregnane X Receptor, Υποδοχέας Χ του πρεγνανίου

P2Y1-14 Purinergic Y Receptor 1-14 (GPCR), Πουρινεργικοί υποδοχείς Υ (συνδεδεμένοι με πρωτεΐνες G)

QSAR Quantitative structure activity relationship, Ποσοτική συσχέτιση δομής/αποτελέσματος

RAC Recombinant DNA Advisory Committee, Συμβουλευτική Επιτροπή Ανασυνδιασμένου DNA

RANKL Receptor Activator of Nuclear factor Kappa-beta Ligand, Πρόσδεμα για τον ενεργοποιητή του πυρηνικού παράγοντα κάππα-βήτα

RAR Retinoic Acid Receptor, Υποδοχέας του ρετινοϊκού οξέος

RARE Retinoic Acid Response Elements, Περιοχές απάντησης του ρετινοϊκού οξέος

RGS Regulators of G-protein Signalling, Ρυθμιστές της σηματοδότησης των πρωτεϊνών G

RSV Respiratory syncytial virus, Συγκυτιακός ιός του αναπνευστικού συστήματος

RNA Ribonucleic acid, Ριβονουκλεϊνικό οξύ

RT-PCR Real Time - Polymerase Chain Reaction, Αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης σε πραγματικό χρόνο

RXR Retinoid X Receptor, Υποδοχέας Χ των ρετινοειδών

s.c. subcutaneous, υποδόριος

SH2 Src homology 2 domain, 2η περιοχή ομολογίας με την Src

SJS Stevens-Johnson syndrome, Σύνδρομο Stevens-Johnson

SKF 525A beta-Diethylamine-ethyldiphenyl-propylacetic acid, β-Διαιθυλαμινο-αιθυλδιφαινυλο-προπυλοξικό οξύ

SLC6A4 Solute carrier family 6 of neurotransmitter transporters - member 4, Το τέταρτο μέλος της γονιδιακής οικογένειας 6 για τους διαλυτούς μεταφορείς

15

νευροδιαβιβαστών

SLCO1B1 Solute carier organic anion transporter family member 1B1, Το μέλος 1Β1 της γονιδιακής οικογένειας διαλυτών μεταφορέων οργανικών ανιόντων

ΣΝΣ Σωματικό Νευρικό Σύστημα

SPC Summary of Product Characteristics, Περίληψη Χαρακτηριστικών του Προϊόντος

s.l. sublingual, υπογλώσσιος

SSRIs Selective serotonin reuptake inhibitors, Εκλεκτικοί αναστολείς της επαναπρόσληψης σεροτονίνης

supp. Suppository, Υπόθετο

TCDD 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin, 2,3,7,8-Τετραχλωροδιβενζο-p-διοξίνη

ΤD50 Median toxic dose, Διάμεση τοξική δόση

TEN Toxic epidermal necrosis, Τοξική επιδερμόλυση

TGFα Transforming growth factor α, Μετασχηματίζων αυξητικός παράγοντας α

TGFβ Transforming growth factor β, Μετασχηματίζων αυξητικός παράγοντας β

Th Th1, Th2 κλπ, Τ helper cells, Επικουρικά T-λεμφοκύτταρα με διάφορες λειτουργίες

ThioTEPA N,N'N'-Triethylenethiophosphoramide, Ν,Ν΄Ν΄-Τριαιθυλενο- θειοφωσφοραμίδιο

TLR Τoll-Like Receptor, Υποδοχείς τύπου Toll

Tm Transport maximum, Μέγιστη ικανότητα μεταφοράς

TMT Thiol methyltransferase, Θειολική μεθυλοτρανσφεράση TNF-α, TNF-β

Tumor Necrosis Factor (-alpha or –beta), Ογκονεκρωτικός παράγοντας, άλφα ή βήτα

TNF-αR, TNF-βR

Tumor Necrosis Factor (-alpha or -beta) receptor, Υποδοχέας για τον ογκονεκρωτικό παράγοντα (άλφα ή βήτα)

TP Thromboxane receptor, Υποδοχέας θρομβοξάνης

TPMT Thiopurine S-methyltransferase, Θειοπουρινική S-μεθυλτρανσφεράση

TR Thyroid hormone Receptor, Υποδοχέας θυρεοειδικών ορμονών

TRE Thyroid Response Elements, Στοιχεία απόκρισης στις θυρεοειδικές ορμόνες

TSH Thyroid Stimulating Hormone, Θυρεοειδοτρόπος ορμόνη

OATP1B1 Organic anion transporter 1B1, Μεταφορέας οργανικών ανιόντων 1B1

UDPGA Uridine diphosphate glucuronic acid, Ουριδινοδιφωσφορο-γλυκουρονικό οξύ

UGT UGT1, UGT2 κλπ, Uridine diphosphate glucuronosyltransferase, Οι υπεροικογένειες γονιδίων των UDP-γλυκουρονοσυλ-τρανσφερασών

UMs Ultra-rapid metabolizers, Υπερταχείς μεταβολιστές

V1-2 Vasopressin receptors 1 and 2, Υποδοχείς βαζοπρεσσίνης (αντιδιουρητικής ορμόνης)

Vd Volume of distribution, Όγκος κατανομής

VDR Vitamin D Receptor, Υποδοχέας της βιταμίνης D

VEGF-A Vascular Endothelial Growth Factor Alpha, άλφα-Αυξητικός παράγοντας του αγγειακού ενδοθηλίου

16

VEGFR Vascular Endothelial Growth Factor Receptor, Υποδοχέας του αυξητικού παράγοντα του αγγειακού ενδοθηλίου

VFD Venus Flytrap Domain, Περιοχή Flytrap domain (< λόγω της ομοιότητας με τα άνθη του σαρκοβόρου φυτού Dionaea muscipula)

V-Ki-ras2, or KRAS

Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog, Ιικό ογκογονιδιακό ομόλογο που απομονώθηκε από Kirsten rat sarcoma

VKORC1 Vitamin K epoxide reductase complex subunit 1, Υπομονάδα 1 της αναγωγάσης του εποξειδίου της βιταμίνης Κ

17



ΦΑΡΜΑΚΟΚΙΝΗΤΙΚΗ 18

Μηχανισμοί απορρόφησης, κατανομής και απέκκρισης των φαρμάκων 18

1.Απορρόφηση 18

1.1.Διέλευση των βιολογικών μεμβρανών 18

1.2.Τρόποι χορήγησης φαρμάκων 20

1.2.1.Χορήγηση από το πεπτικό σύστημα 21

1.2.2.Παρεντερική χορήγηση 21

1.3.Φαρμακοτεχνικές μορφές 23

2.Κατανομή 24

2.1.Γενικές αρχές 24

2.2.Πρωτεϊνική σύνδεση φαρμάκων 26

2.3.Φραγμοί 27

3.Απέκκριση - Τερματισμός της φαρμακολογικής ενέργειας 28

3.1.Νεφρική απέκκριση 29

3.2.Ηπατική απέκκριση 31

3.3.Άλλες οδοί αποβολής 31


18

Κεφάλαιο 1

ΦΑΡΜΑΚΟΚΙΝΗΤΙΚΗ

Μηχανισμοί απορρόφησης, κατανομής και απέκκρισης των φαρμάκων Με εξαίρεση τα φάρμακα που προορίζονται για τοπική εφαρμογή, η διάλυση και η απορρό-

φηση των δραστικών συστατικών ενός φαρμακευτικού προϊόντος είναι απαραίτητες προϋποθέσεις για την εμφάνιση κάποιας συστηματικής φαρμακολογικής δράσης. Ανεξάρτητα από τον τρόπο χορήγη-σης, η τελική είσοδος του φαρμάκου στην κυκλοφορία («βιοδιαθεσιμότητα») καθορίζεται από τη διάβαση ποικίλων φραγμών, με την μορφή κυρίως βιολογικών μεμβρανών. Το ίδιο ισχύει και για την ενεργητική ή παθητική απομάκρυνση του φαρμάκου από τον οργανισμό. Γνωρίζοντας την λιποειδική φύση και τη δομή των κυτταρικών μεμβρανών, γίνεται κατανοητό το γεγονός ότι οι λιποδιαλυτές ου-σίες διακινούνται ευκολότερα μέσα στον οργανισμό, ενώ οι υδατοδιαλυτές και μεγαλομοριακές συ-ναντούν δυσκολία.

1.Απορρόφηση

1.1.Διέλευση των βιολογικών μεμβρανών Οι μηχανισμοί διέλευσης των μεμβρανών διακρίνονται σε ενεργητικούς και παθητικούς.

Στους ενεργητικούς μηχανισμούς ανήκουν η διευκολυνόμενη διάχυση, η ενεργητική μεταφορά και η ενδοκύττωση. Παθητικοί μηχανισμοί είναι η διάχυση και η διήθηση.

Ενεργητικοί μηχανισμοί Διευκολυνόμενη διάχυση: Ο μηχανισμός αυτός αφορά κυρίως υδατάνθρακες ή αμινοξέα,

καθώς και φάρμακα που είναι παράγωγα των προηγουμένων. Ενεργητική μεταφορά: Είναι λειτουργία που απαιτεί ενέργεια, επειδή μπορεί να γίνει αντί-

θετα προς το πρανές συγκέντρωσης. Για την πραγματοποίησή της προϋποτίθεται η ύπαρξη λιποδια-λυτού μορίου στη μεμβράνη, το οποίο δρα ως υποδοχέας και ως φορέας για το φάρμακο. Μετά τη μεταφορά στην εσωτερική επιφάνεια του κυττάρου, ο ελεύθερος φορέας ξαναγυρίζει στην εξωτερική επιφάνεια, παραλαμβάνει νέο μόριο φαρμάκου, κ.ο.κ.

Η ενεργητική μεταφορά είναι ιδιαίτερα σημαντικός μηχανισμός για την απορρόφηση υδατο-διαλυτών φαρμάκων στο εντερικό επιθήλιο και για την απέκκρισή τους στη χολή και στα ούρα.

Ενδοκύτωση (πινοκύτωση ή φαγοκύτωση): Είναι μηχανισμοί πολύπλοκοι που απαιτούν ε-νέργεια. Η συμμετοχή τους στην απορρόφηση, και γενικά στη διακίνηση των φαρμάκων, αμφισβητεί-ται από πολλούς ερευνητές. Φαίνεται ότι διαδραματίζουν κάποιο ρόλο στην απορρόφηση ορισμένων ουσιών και κυρίως των πρωτεϊνικών μορίων. Κατά την απέκκριση, η αντίστοιχη διαδικασία ονομάζε-ται εξωκύτωση.

Παθητικοί μηχανισμοί Διήθηση: Ο φραγμός των βιολογικών μεμβρανών έχει το χαρακτήρα της βασικής λιπιδικής

δομής, όπου συνυπάρχουν πόροι με υδρόφιλο τοίχωμα. Κατά τη διήθηση, οι υδατοδιαλυτές ουσίες περνούν μέσα από αυτούς τους πόρους, λόγω πρανούς υδροστατικής ή οσμωτικής πίεσης. Τέτοιο πα-ράδειγμα διήθησης αποτελεί το τοίχωμα του νεφρικού σπειράματος, όπου διαπερνούν μεταξύ των άλλων, νερό, ουρία, λευκωματίνη (κατά ένα μέρος), και πολλά φάρμακα. Επισημαίνεται, ότι σε ι-στούς με μεγάλη διακίνηση νερού, το νερό μεταφέρεται κυρίως διά μέσου ειδικών πόρων, τις υδρο-πορίνες.

Δεν

σουνποίογι’αυκειττάση

των

ρίου

λιπο

διαλ

ύδατμπορων τ

τουςείναΟ βαότι υιονίζHen

Διάχυσηαπαιτεί ενέρ

Η σταθεα. το μοβ. τη λιπγ. το βαθ α. Το μ

ν τη διάχυσήο μια ουσία πυτό και σπάναι για πρωτεη σύνθεσης μ

β. Η λιπυδρόφιλων κ

-Οι αλειυ.

-Ομάδεςοδιαλυτότητα

-Ενώσειλυτές.

-Οι ηλεκΗ λιποδ

τος». Πειραμρεί να μετρητου φαρμάκο

γ. Ο ιονς τμήματος, αι ασθενή οξέαθμός ιονισμυπάρχει δυναζεται. Η ακ

nderson-Hass

η: Αποτελεί ργεια, και ακ

ερά διάχυσηςοριακό βάροςποδιαλυτότητθμό ιονισμού

μοριακό βάρή της, με μηχπολύ δύσκολνια ο παράγοεϊνικά μεγαλμεγαλομοριαποδιαλυτότηκαι λιπόφιλωιφατικές ενώ

ς που περιέχα της ουσίας.ις, που περιέ

κτρολύτες, ταιαλυτότητα ματικά, μετάηθεί το ποσόου μέσα στις νισμός της ομπορούν να έα ή ασθενείμού ενός οξέαμική ισορροκριβής τιμή selbalch», η ο

τον πιο κοινκολουθεί τον

ς της ουσίας ς και τη μοριτα (ευθέως αύ (αντιστρόφ

ος και η μοχανικό τρόπολα μπορεί ναοντας Μ.Β. γλομόρια. Αξίακών φαρμακητα εξαρτάτων ομάδων. Έώσεις γίνοντα

χουν θειικές . έχουν ομάδες

α οξέα και οιμιας ουσίας ά από ισχυρπου διαλύθηδύο αυτές φουσίας. Οι βδιαπεραστούίς βάσεις, δηέος ή μιας βάοπία μεταξύ της σχέση

οποία είναι:

19

ινό τρόπο δι«νόμο του F

(K) εξαρτάτιακή δομή ανάλογη προφως ανάλογη

οριακή δομήο. Έχει υπολα διαχυθεί. Τγίνεται περιοίζει να σημεκευτικών ουσται από τη δΈχει παρατηαι περισσότε

ρίζες, αλογό

ς ικανές να σ

ι βάσεις ανήκαθορίζεται

ρή ανάδευσηηκε σε καθεφάσεις δίνει μβιολογικές μεύν μόνο απόηλαδή ουσίεςάσης εξαρτάττου ποσού της των δύο

ιακίνησης μοFick»:

ται από:

ς αυτή), καιη προς το βαθ

ή (χωροδιάταλογισθεί πωςΤα περισσότοριστικός στηειωθεί, ότι τασιών. δομή του μορηθεί ότι: ρο λιποδιαλυ

όνα, φαινύλιο

σχηματίσουν

κουν στις υδι με το «ισοδ μέσα σε διμία φάση χωμε ακρίβεια τεμβράνες, λόό μη ιονισμένς που μπορείται από το pHτης ουσίας πομορφών κα

ορίων μέσω

θμό διάσταση

αξη) της ουσς Μ.Β. 1.000ερα φάρμακη διάχυση φαα τελευταία

ρίου και συγ

υτές όσο αυξ

ο, αρύλιο κα

ν γέφυρες Η

δατοδιαλυτέςδύναμο κατανιφασικό διάλωριστά. Το πητο ισοδύναμοόγω της πολινες ουσίες. Τί να βρίσκονH του περιβάου είναι ιονισαθορίζεται α

κυτταρικών

ης του μορίο

σίας μπορού0 είναι το όρικα έχουν Μ.Βαρμάκων, εκχρόνια παρα

γκεκριμένα

ξάνεται το μή

αι προπύλιο

με το νερό,

ς ουσίες. ανομής μεταξλυμα ελαίουπηλίκο των σο κατανομήςικότητας τουΤα περισσότενται σε ιονισάλλοντος, κασμένο, με εκαπό την «ε

μεμβρανών

ου).

ύν να εμποδίιο μετά το οΒ. μέχρι 500κτός εάν πρόατηρείται μια

από το ποσό

ήκος του μο

αυξάνουν τη

είναι υδατο

ξύ ελαίου καυ και ύδατοςσυγκεντρώσες. υ λιποειδικούερα φάρμακασμένη μορφήαι έχει βρεθεκείνο που δενεξίσωση των

ν.

ί--

0, -α

ό

-

η

-

αι ς, -

ύ α ή. εί ν ν

pH ι50%κοντ

pH)που

κριμ

κριμ

κός δομέλα τ

μασπολλβαίνπία πλευπαραδεν νές σ

ότι γοξέα

χορηστριστονσοστ

1.2.

υπόψσημτάλλκαθώλεσμ

Ο όρος ισούται με το

%. Επειδή τα τά στο ουδέτ

Η σχέση. Αυτό σημαπλησιάζουν

Από τα πΈνα οξύΌσο ισχ

μένη τιμή pHΜια βάσΌσο ισχ

μένη τιμή pHΟ ιονισμ

παράγοντας ένου ότι οι ιτων μορίων τ

Οι τιμέςία για την πλαπλάσια απνει επειδή μόθα αφορά μόυράς, σε κάθαμένουν εγκεπηρεάζεταισυγκέντρωση

Για την για υψηλές τα, και αντιστ

Στα περηγούνται απόικού περιεχον βαθμό ιονιτό από το στ

.Τρόποι χο

Για την

ψη οι φυσικοεία του οργαληλου ιδιοσκώς και η συνμα, είναι γεν

pKa σημαίνεο pKa, όπως περισσότερ

τερο pH.

η της μη ιονιαίνει πως απότο pKa της σπροηγούμεναύ θα έχει μικρχυρότερο είνH. ση θα έχει μιχυρότερη είναH. μός είναι, απμετά τη λιπιονισμένες ουτου νερού, κας του pH απόπορεία της διπό τη μία πλόνον τα μη ιοόνον το κλάθε μη ιονισμέκλωβισμένα ι από το πρανης των μη ιοαπορρόφησητιμές pH οι βτρόφως. ρισσότερα τμό του στόματομένου και τοισμού ανάμετομάχι ή να

ορήγησης

επιλογή τουοχημικές ιδιόανισμού, καθκευάσματος,νολική διάρκικά προτιμότ

ει τον αρνητπροκύπτει αα φάρμακα

ισμένης και ότομες μεταβσυγκεκριμένηα βγαίνουν τρότερο βαθμαι ένα οξύ, τ

ικρότερο βαθαι μία βάση,

πό άποψη σπποδιαλυτότητυσίες είναι παι γίνονται έτό τις δύο πλειάχυσης. Όταευρά σε σύγονισμένα μόσμα του φαρένο μόριο θα επειδή είναι νές της ολικήονισμένων μοη και την απβάσεις γενικ

μήματα του οτος, δεν πρέπου pH του πεσα στα δύο απεκκρίνετ

φαρμάκω

υ τρόπου χορότητες του δθώς και η επ σημασία έχκεια δράσης.τεροι οι ανώ

20

τικό λογάριθαπό τις παραπείναι ασθενή

της ιονισμένβολές της σχέης ουσίας, οτα εξής συμπμό ιονισμού κτόσο πιθανό

θμό ιονισμού, τόσο πιθανό

πουδαιότηταςτα. Άλλωστεπολικές, δημιτσι υδατοδιαευρές μιας ηαν επέλθει ισγκριση με τηόρια διαπερνρμάκου πουα αντιστοιχεί ι αδύνατο νακής συγκέντρορίων. πέκκριση τωκώς διαπερνο

οργανισμού ηπει να ξεχνάπλάσματος. Μαυτά pH θαται σε μεγάλ

ων

ρήγησης ενόδραστικού συπιθυμητή φαχει η ταχύτη. Εάν δεν μεδυνοι τρόποι

μο της σταθπάνω εξισώσή οξέα ή βάσ

νης ουσίας εέσης αυτής σπότε και η δπεράσματα: καθώς η τιμήότερο είναι ν

ύ καθώς η τιμότερο είναι ν

ς για τη διάχυε, αυτές οι ιδιουργούν εύκαλυτές. μιδιαπερατήσορροπία, η η συγκέντρωσούν ελεύθερδεν είναι ιονδιαφορετικόα περάσουν τρωσης της ου

ν φαρμάκωνούν τις βιολο

η τιμή του pάμε την τεράΜία ουσία ποα έχει την τάλο ποσοστό

ός φαρμακευυστατικού, η αρμακολογικητα εμφάνισεταβάλλεται ι χορήγησης

θεράς διάστασεις, η ουσίασεις, η τιμή

ξαρτάται εκθσυμβαίνουν αιαφορά pKa-

ή του pH μειώα βρίσκεται

μή του pH αυνα βρίσκεται

υση, ο δεύτεδιότητες έχουκολα γέφυρε

ς μεμβράνηςολική συγκέση από την άρα τη μεμβράνισμένο. Ανός αριθμός ιοτην μεμβράνυσίας, αλλά α

ν, είναι σημαογικές μεμβρ

pH είναι ουδστια διαφοράου θα παρουση ή να αποό από το πλά

τικού προϊόναπορροφητιή ενέργεια. ης φαρμακοσημαντικά τ.

ασης μιας ουα θα είναι ιονpKa είναι συ

θετικά από τακριβώς για -pH τείνει πρ

ώνεται. ιονισμένο σ

υξάνεται. ι ιονισμένη σ

ερος κατά σευν κάποια συες υδρογόνου

ς έχουν πολύκέντρωση μπάλλη πλευράάνη και η τενάλογα με τοονισμένων μονη. Επομένωακολουθεί μ

αντικό να θυράνες ευκολό

δέτερη. Για φά μεταξύ τουυσιάζει μεγάλορροφάται σεάσμα προς τ

ντος, πρέπειικότητά του Για την επιλολογικού αποτο προσδοκώ

υσίας. Εάν τονισμένη κατάυνήθως πολύ

τη τιμή (pKa

τιμές του pHρος το μηδέν

σε μια συγκε

σε μια συγκε

ειρά σημαντιυσχέτιση, δευ με τα δίπο

ύ μεγάλη σηορεί να είναά. Αυτό συμλική ισορροο pHτης κάθεορίων που θαως, η διάχυσηόνον το πρα

υμάται κανείςότερα από τα

φάρμακα πουυ pH του γαλες διαφορέςε μεγάλο ποτο στομάχι.

ι να ληφθούναπό διάφοραλογή του καοτελέσματοςώμενο αποτέ

ο ά ύ

a-H .

-

-

ι---

-αι μ-

-ε α η -

ς α

υ α-ς -

ν α α-ς, -

21

Ο συνηθέστερος τρόπος χορήγησης είναι από το πεπτικό σύστημα, με σκοπό την εντερική απορρόφηση (από του στόματος, pe ros, p.o.), ή την απευθείας είσοδο στην κυκλοφορία του αίματος από τον βλεννογόνο του στόματος (υπογλώσσια δισκία, s.l.) ή τον βλεννογόνο του ορθού (υπόθετα, supp.). Με τον τρόπο αυτό χορηγούνται και φάρμακα που προορίζονται για τοπική δράση στο στόμα, το πεπτικό σύστημα και το ορθό.

Η παρεντερική χορήγηση φαρμάκων αφορά συνήθως την ενδομυϊκή (i.m.), την ενδοφλέβια (i.v.) και την υποδόρια (s.c.) ένεση. Σπανίως, υπάρχει ανάγκη ενδοδερμικής, ενδορραχιαίας, ενδο-πλευρικής, ενδαρθρικής, ή ενδαρτηριακής ένεσης. Ως παρεντερική χορήγηση θεωρείται και η τοπική εφαρμογή φαρμάκων στο δέρμα και τους βλεννογόνους (πλην του πεπτικού συστήματος). Ειδική πε-ρίπτωση χορήγησης αποτελούν οι εισπνοές, που αφορούν φάρμακα προοριζόμενα για τοπική δράση στο πνευμονικό παρέγχυμα ή για συστηματική απορρόφηση. Τέλος, ορισμένα φάρμακα χορηγούνται με ειδική επικολλητική ταινία, με σκοπό να δράσουν στους εν τω βάθει ιστούς, όπως συμβαίνει με τις ειδικές διαδερμικές φαρμακοτεχνικές μορφές της νιτρογλυκερίνης (για την πρόληψη των στηθαγχι-κών κρίσεων) ή της σκοπολαμίνης (για την πρόληψη της ναυτίας). 1.2.1.Χορήγηση από το πεπτικό σύστημα

Πλεονεκτήματα: Είναι ανώδυνη και εύκολη, γι’αυτό αποτελεί τον παλαιότερο και συνηθέ-στερο τρόπο χορήγησης φαρμάκων. Η διάλυση του φαρμάκου διευκολύνεται λόγω των άφθονων πε-πτικών εκκρίσεων, ενώ κατά μήκος της πεπτικής οδού μεταβάλλεται το pH έτσι, ώστε παρέχεται κα-τάλληλο περιβάλλον για απορρόφηση σχεδόν σε όλα τα φάρμακα. Η μεγάλη κινητικότητα, η μεγάλη επιφάνεια και η άφθονη αιμάτωση του πεπτικού βλεννογόνου, διευκολύνουν πολύ την απορρόφηση.

Ο ρυθμός απορρόφησης μπορεί να μεταβληθεί ανάλογα με τη φαρμακοτεχνική μορφή (ευκο-λία αποσάθρωσης δισκίων, διαλυτότητα του περιβλήματος της κάψουλας, μέγεθος των κοκκίων που περιέχει η κάψουλα, κ.ά.).

Επειδή η απορρόφηση από το πεπτικό είναι σχετικά αργή (το γρηγορότερο που μπορεί να αρ-χίσει να απορροφάται μια ουσία είναι 20-30 min μετά τη χορήγηση), σε περίπτωση λάθους υπάρχει η δυνατότητα έγκαιρης επέμβασης.

Η απορρόφηση ορισμένων φαρμάκων από τη στοματική κοιλότητα, ή από το ορθό, παρέχει τη δυνατότητα της απ' ευθείας εισόδου στη μεγάλη κυκλοφορία, παρακάμπτοντας τον εντερικό βλεν-νογόνο και το ήπαρ, που θα μπορούσαν να μεταβολίσουν και να αδρανοποιήσουν το φάρμακο («φαι-νόμενο αρχικής διάβασης»).

Έχει χαμηλό κόστος, επειδή δεν απαιτούνται στείρες συνθήκες κατά την παρασκευή και τη χορήγηση του φαρμάκου.

Μειονεκτήματα: Πολλές ουσίες διασπώνται από τα πεπτικά υγρά, όπως οι πρωτεΐνες, η α-

δρεναλίνη και η ισταμίνη. Επίσης, υπάρχει η πιθανότητα μεταβολικής αδρανοποίησης μιας ουσίας από ένζυμα της μικροβιακής χλωρίδας, του εντερικού επιθηλίου και του ήπατος. Άλλωστε, μπορεί να δημιουργηθούν τοξικοί μεταβολίτες από την επίδραση αυτών των ενζύμων.

Η τροφή μπορεί να επιβραδύνει την απορρόφηση ή και να την εμποδίσει ολοσχερώς, ενώ η παράλληλη χορήγηση άλλων φαρμάκων είναι δυνατόν να οδηγήσει σε τοπική αντίδραση και αναστο-λή της απορρόφησης (π.χ., ο σίδηρος εμποδίζει την απορρόφηση των τετρακυκλινών).

Επηρεάζεται από τη γενική κατάσταση του ασθενούς (αχλωρυδρία, υποχλωρυδρία, εμετοί, διάρροιες, μεταβολές στη κυκλοφορία του πεπτικού), καθώς και από φάρμακα που επιδρούν στη λει-τουργία του γαστρεντερικού συστήματος (έκκρισεις πεπτικών υγρών, κινητικότητα κ.ά.).

Από όλα τα παραπάνω βγαίνει το γενικό συμπέρασμα ότι δεν είναι δυνατός ο ακριβής υπολο-γισμός της δόσης που θα απορροφηθεί, όταν μια ουσία δίνεται από το πεπτικό. Αυτό αποτελεί το με-γαλύτερο μειονέκτημα της χορήγησης από το στόμα.

1.2.2.Παρεντερική χορήγηση

22

Ενδοφλέβια: Πλεονεκτήματα της ενδοφλέβιας χορήγησης είναι η ακρίβεια της δοσολογίας και η δυνατότητα της παρατεταμένης έγχυσης, η οποία επιτρέπει τη διατήρηση σταθερών επιπέδων του φαρμάκου στο πλάσμα. Η ενδοφλέβια χορήγηση αποτελεί την ιδανική λύση, όταν πρέπει να α-ντιμετωπισθούν οξέα περιστατικά, ή όταν τα φάρμακα καταστρέφονται από τα πεπτικά υγρά. Σε α-ντίθεση προς την ενδομυϊκή και την υποδόρια ένεση, η ενδοφλέβια χορήγηση συνήθως δεν προκαλεί τοπικό ερεθισμό. Για να δημιουργηθεί πρόβλημα ομοιοστασίας στο αίμα από την ενδοφλέβια ένεση, πρέπει ένα ασύμβατο διάλυμα (ως προς το pH και την ωσμωτικότητα) να δοθεί γρήγορα σε ποσότητα μεγαλύτερη από 250 ml. Στην πράξη, αυτό δεν γίνεται ποτέ.

Η διάρκεια της ένεσης πρέπει να είναι τουλάχιστον ένα λεπτό, ούτως ώστε να υπάρχει η δυ-νατότητα να αναμιχθεί το φάρμακο με τον ολικό όγκο αίματος. Ακόμη και στιγμιαία πρόκληση υπερ-συγκέντρωσης του φαρμάκου στην κυκλοφορία μπορεί να έχει δυσάρεστα επακόλουθα από τον ερε-θισμό των χημειοϋποδοχέων των μεγάλων αρτηριών. Επίσης, διαταραχές μπορούν να προκύψουν και με την αργή ενδοφλέβια χορήγηση («στάγδην έγχυση»), ιδιαίτερα σε καρδιοπαθείς και νεφροπαθείς, όταν παραφορτωθεί η κυκλοφορία με υγρά, με αποτέλεσμα να ερεθιστούν οι τασεοϋποδοχείς. Άλλω-στε, υπάρχει ο κίνδυνος της εμβολής, όταν ενεθεί ενδοφλεβίως υγρό που προορίζεται για ενδομυϊκή χορήγηση, ή χαλασμένα παλαιά διαλύματα φαρμάκων, που καθιζάνουν όταν εισέλθουν στην κυκλο-φορία. Κατά τη διάρκεια έγχυσης, στο σημείο της βελόνας ή του φλεβοκαθετήρα μπορεί να δημιουρ-γηθεί θρόμβος, κυρίως λόγω του τραυματισμού του αγγειακού τοιχώματος.

Η εφαρμογή των βελόνων μιας χρήσης, έχει απομακρύνει τον κίνδυνο της μετάδοσης ιογε-νούς ηπατίτιδας ή μικροβιακών πυρετογόνων. Η αλλεργική αντίδραση, παρ' όλα αυτά, είναι ένας δι-αρκής παράγοντας κινδύνου για τον ασθενή, ιδιαίτερα όταν το φάρμακο δοθεί ενδοφλεβίως. Για την πρόληψη εμφάνισης αναφυλακτικούshock, καλό είναι να δίνεται αρχικά πολύ μικρή ποσότητα του φαρμάκου (περίπου 0.1 ml) και να παρακολουθείται ο ασθενής για μισό περίπου λεπτό, πριν ενεθεί όλο το περιεχόμενο της σύριγγας.

Ενδομυϊκή: Μετά από ενδομυϊκή χορήγηση, η απορρόφηση του φαρμάκου γίνεται σε 10-30 min. Παράγοντες που επιδρούν στην απορρόφηση είναι η αιμάτωση στο σημείο της ένεσης, οι φυσι-κοχημικές ιδιότητες του φαρμάκου (λιποδιαλυτότητα, βαθμός ιονισμού και M.Β.) καθώς και ο όγκος και η ωσμωτικότητα του διαλύματος. Τα μικρά μόρια εισέρχονται αμέσως στα τριχοειδή του αίματος, ενώ οι μεγαλομοριακές ενώσεις (π.χ. πρωτεΐνες) περνούν στο αίμα μέσω των λεμφαγγείων. Για λό-γους σκοπιμότητας, είναι δυνατό να δοθεί το φάρμακο σε τέτοια μορφή (εναιώρημα κρυστάλλων) ώστε η απορρόφησή του να διαρκεί για μέρες. Επίσης,η ενδομυϊκή χορήγηση αποτελεί σημαντική εναλλακτική λύση για φάρμακα που διασπώνται στο πεπτικό, ή καθιζάνουν στο αίμα.

Μειονεκτήματα της ενδομυϊκής χορήγησης είναι ο πόνος, ο περιορισμένος όγκος της ένεσης και ο πιθανός κίνδυνος τοπικού ερεθισμού ή τοπικής μόλυνσης (δημιουργία αποστήματος). Επίσης, χρειάζεται μεγάλη προσοχή, ώστε διαλύματα που προορίζονται για ενδομυϊκή χορήγηση να μην ενίε-νται κατά λάθος ενδοφλεβίως.

Υποδόρια: Η απορρόφηση είναι περίπου το ίδιο γρήγορη και εξαρτάται από τους ίδιους πα-ράγοντες όπως και στην ενδομυϊκή χορήγηση. Το ίδιο θα μπορούσε να λεχθεί για τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτής της οδού. Διαλύματα με αλκαλικό pH προκαλούν έντονο τοπικό ερεθι-σμό. Ο όγκος του ενιόμενου φαρμάκου μπορεί να αυξηθεί με την προσθήκη υαλουρονιδάσης, ενός ενζύμου που λύει το συνδετικό ιστό υποδορίως και διευκολύνει την εξάπλωση του φαρμάκου σε με-γαλύτερη ιστική επιφάνεια. Αυτός ο τρόπος έχει χρησιμοποιηθεί σε βρέφη για τη χορήγηση μεγάλων όγκων υγρών, επειδή στις περιπτώσεις αυτές είναι δύσκολο να διατηρηθεί η αργή ενδοφλέβια έγχυση για μακρύ χρονικό διάστημα.

Η εμφύτευση ειδικών υποδορίων δισκίων έχει χρησιμοποιηθεί σε ενήλικες για τη μακροχρό-νια χορήγηση κάποιου φαρμάκου (π.χ., ορισμένες στεροειδείς ορμόνες). Μεταβάλλοντας το σχήμα του υποδορίου δισκίου, μπορεί να τροποποιηθεί η ταχύτητα απελευθέρωσης του δραστικού συστατι-κού και ο ρυθμός εισόδου στην κυκλοφορία.

Τοπική εφαρμογή: Το δέρμα λειτουργεί όπως και οι άλλες λιποβριθείς μεμβράνες του οργα-νισμού, αλλά οι επάλληλες στιβάδες του καθιστούν βραδύτερη την απορρόφηση φαρμάκων. Ο κύριος φραγμός είναι οι επιφανειακές στιβάδες της κερατίνης που διαθέτει η επιδερμίδα. Η διαπερατότητα του δέρματος ποικίλλει από άτομο σε άτομο, καθώς και από περιοχή σε περιοχή του σώματος στο ίδιο άτομο. Η διείσδυση μιας ουσίας στο δέρμα διευκολύνεται από την παρουσία λιποδιαλυτών εκδό-

23

χων. Σκευάσματα που απλώνονται στην επιφάνεια της επιδερμίδας προορίζονται για τοπική δράση. Δεν πρέπει, παρ' όλα αυτά, να ξεχνάμε πως είναι δυνατή και η απορρόφησή τους, ιδιαίτερα όταν πρό-κειται για πολύ λιποδιαλυτές ουσίες, ή όταν το δέρμα είναι τραυματισμένο και λείπουν οι επιφανεια-κές στιβάδες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η τοπική σε βάθος διείσδυση είναι επιθυμητή, όπως συμβαί-νει με αρκετά αντιστηθαγχικά φάρμακα, τα οποία εφαρμόζονται στην προκάρδια περιοχή με τη φαρ-μακοτεχνική μορφή αλοιφής ή εμποτισμένης αυτοκόλλητης ταινίας.

Για τους βλεννογόνους, ισχύουν όσα αναφέρθηκαν προηγουμένως για την επιδερμική εφαρ-μογή. Ωστόσο, για τις υδατοδιαλυτές ουσίες, οι βλεννογόνοι δεν αποτελούν τόσο σημαντικό φραγμό όπως το δέρμα.

Εισπνοές: Τα φάρμακα που χορηγούνται με εισπνοές προορίζονται είτε για τοπική δράση στο αναπνευστικό σύστημα (αντιασθματικά), είτε για συστηματική δράση στον οργανισμό (γενικά αναι-σθητικά). Όταν ένα φάρμακο χρησιμοποιείται με τη μορφή ψεκασμών, πρέπει το μέγεθος των σταγο-νιδίων να μη υπερβαίνει το 1 μ σε διάμετρο, γιατί διαφορετικά εγκλωβίζεται στο βρογχικό δέντρο και δεν μπορεί να φτάσει μέχρι τις κυψελίδες. Εκτός από αυτόν τον τεχνικό περιορισμό, ένα άλλο μειονέ-κτημα των εισπνοών είναι η πιθανότητα να καταλήξει στην κυκλοφορία και να δράσει συστηματικά ένα φάρμακο που προορίζεται για τοπική δράση. Αυτό είναι συνηθισμένο με τα αντιασθματικά φάρ-μακα, όπου ο ασθενής πολύ συχνά ξεπερνά τον επιτρεπόμενο αριθμό εισπνοών. Το ίδιο πρόβλημα ακριβούς δοσολογίας υπάρχει και για τα γενικά αναισθητικά, διότι η απορρόφησή τους εξαρτάται κατά πολύ από την ιστολογική υφή και την λειτουργικότητα του πνευμονικού παρεγχύματος.

Σημαντικό μειονέκτημα πολλών εισπνεομένων ιδιοσκευασμάτων είναι η τοξικότητα των προωθητικών αερίων που περιέχουν, η οποία εκδηλώνεται κυρίως με καρδιακές αρρυθμίες. Για το λόγο αυτόν, ορισμένα εισπνεόμενα διατίθεται με λεπτοκοκκιώδη στερεή μορφή, μέσα σε ειδικές κά-ψουλες που θραύονται και εισπνέονται. 1.3.Φαρμακοτεχνικές μορφές

Τα περισσότερα φάρμακα κυκλοφορούν στο εμπόριο με τη μορφή μιγμάτων δραστικών συ-

στατικών και αδρανών εκδόχων, που ονομάζονται φαρμακοτεχνικά σκευάσματα. Το ίδιο δραστικό συστατικό μπορεί να κυκλοφορεί με πληθώρα παρόμοιων εμπορικών μορφών, που ονομάζονται ιδιο-σκευάσματα.

Αρκετά συχνά, κάποιο δραστικό συστατικό διατίθεται με πολλά εμπορικά ιδιοσκευάσματα μιας συγκεκριμένης φαρμακοτεχνικής μορφής (π.χ., δισκία), ή πολλών διαφορετικών μορφών (π.χ., δισκία και σιρόπι). Στις περιπτώσεις αυτές, έχει μεγάλη πρακτική σημασία η ομοιότητα της βιοδιαθε-σιμότητας όλων των ιδιοσκευασμάτων (βιοϊσοδυναμία). Η φαρμακοτεχνική μορφή, όπως και τα έκ-δοχα, έχει ως στόχο να καταστήσει το φάρμακο περισσότερο εύληπτο και αποτελεσματικό, δηλαδή να βελτιώσει τις οργανοληπτικές του ιδιότητες.

Οι συνηθέστερες φαρμακοτεχνικές μορφές είναι: Δισκία (χάπια). Προορίζονται για p.o. λήψη. Εκτός από το δραστικά συστατικά, συχνά επι-

βάλλεται η παρουσία εκδόχων που αυξάνουν τον όγκο (άμυλο) ή βελτιώνουν τη γεύση (γαλακτοσάκ-χαρο). Όταν το φάρμακο ερεθίζει το στομάχι, ή αδρανοποιείται από τα γαστρικά υγρά, χρησιμοποι-ούνται ειδικά έκδοχα επικάλυψης (εντεροδιαλυτό περίβλημα), τα οποία επιτρέπουν τη διάλυση του δισκίου μόνο μέσα στον εντερικό αυλό. Μερικά δισκία προορίζονται για απορρόφηση από το στομα-τικό βλεννογόνο (υπογλώσσια), ή από το υποδόριο λίπος (μετά από εμφύτευση). Επίσης, υπάρχουν ειδικά δισκία που προορίζονται για τοπική μόνο δράση (κολπικά και οφθαλμικά).

Κάψουλες (καψάκια). Η δραστική ουσία περιέχεται σε ειδικό περίβλημα από ζελατίνη, το οποίο επικαλύπτει τυχόν δυσάρεστη γεύση και επιτρέπει βαθμιαία διάλυση μέσα στα πεπτικά υγρά ή μόνο μέσα στα εντερικά υγρά (εντεροδιαλυτό περίβλημα). Όταν επιδιώκεται παρατεταμένη ενέργεια, το περιεχόμενο παρασκευάζεται σε μεγαλοκοκκιώδη μορφή.

Υπόθετα. Προορίζονται, συνήθως, για συστηματική απορρόφηση, οπότε τοποθετούνται στο ορθό (σε βάθος 0,5 cm) για απορρόφηση από τις κάτω αιμορροϊδικές φλέβες και αποφυγή του φαινο-μένου της αρχικής διάβασης. Σπανιότερα, επιδιώκεται τοπική δράση στο ορθό ή στον κόλπο (κολπικά υπόθετα).

24

Εναιωρήματα. Προκύπτουν από αδιάλυτα δραστικά συστατικά και πρέπει να ανακατεύονται καλά, πριν από κάθε χρήση. Συνήθως προορίζονται για εσωτερική λήψη.

Απλά διαλύματα. Εφαρμόζονται τοπικά για πλύσεις του δέρματος και των βλεννογόνων, ή προορίζονται για συστηματική χορήγηση (σιρόπια, κ.ά.).

Βάμματα. Είναι απλά διαλύματα, στα οποία οι δραστικές ουσίες διαλύονται ή εκχυλίζονται μέσα σε αιθανόλη. Ως βάμματα, συνήθως χρησιμοποιούνται τα αντισηπτικά διαλύματα για το δέρμα και τους βλεννογόνους. Τα σύνθετα βάμματα, τα οποία προορίζονται για εσωτερική λήψη, μπορεί να περιέχουν σακχαρόζη και άλλα βελτιωτικά της γεύσης, οπότε ονομάζονται ελιξίρια.

Ενέσιμα διαλύματα. Διατίθενται σε αμπούλες (φύσιγγες), οι οποίες εκτός από τις δραστικές ενώσεις περιέχουν κατάλληλες αποστειρωτικές ή αντιοξειδωτικές ουσίες. Ως έκδοχα χρησιμοποιού-νται απεσταγμένο νερό, ισότονα διαλύματα γλυκόζης (5%) ή χλωριούχου νατρίου (0.9%) και φυτικά έλαια (για παρατεταμένη δράση μετά από ενδομυϊκή χορήγηση).

Οφθαλμικά διαλύματα. Είναι διαλύματα στείρα μικροβίων και ισότονα με τα δάκρυα. Δια-τίθενται σε ειδικά φιαλίδια, για ενστάλαξη στους επιπεφυκότες. Ονομάζονται και κολλύρια.

Αλοιφές. Προκύπτουν από ανάμειξη των δραστικών συστατικών με κατάλληλα ημίρρευστα έκδοχα (βαζελίνη). Όταν τα έκδοχα είναι υδρόφιλες ουσίες, χαρακτηρίζονται ως κρέμες. Προορίζο-νται για τοπικές επαλείψεις στο δέρμα, και τους βλεννογόνους.

Εισπνεόμενα. Οι δραστικές ουσίες εισπνέονται, προκειμένου να δράσουν στο αναπνευστικό δένδρο ή να απορροφηθούν για κάποια συστηματική ενέργεια. Ουσίες που δεν είναι πτητικές χορη-γούνται μαζί με κάποιο προωθητικό αέριο, με την βοήθεια ειδικού δοσιμετρικού ψεκαστήρα. Ορισμέ-νες συσκευές εισπνοών απελευθερώνουν το δραστικό συστατικό σε στερεή λεπτοκοκκιώδη μορφή. Με τη χρήση ψεκαστήρων και άλλων εισπνευστικών συσκευών είναι δυνατή η εκτόξευση συγκεκρι-μένης και προκαθοριζόμενης ποσότητας φαρμάκου (‘εκνέφωμα’). Όταν ο ασθενής νοσηλεύεται στο Νοσοκομείο με παρατεταμένη δύσπνοια, μπορεί να απαιτηθεί συνεχής χορήγηση βρογχοδιασταλτι-κών φαρμάκων με ειδικό ατμιστήρα, είτε μαζί με οξυγόνο είτε μαζί με ατμοσφαιρικό αέρα.

2.Κατανομή

2.1.Γενικές αρχές

Τα περισσότερα φάρμακα κατανέμονται στον οργανισμό μεταφερόμενα μέσα στην υδάτινη φάση του πλάσματος του αίματος. Για να δράσει συστηματικά ένα φάρμακο, πρέπει προηγουμένως να εισέλθει στο αίμα. Με αυτόν τον τρόπο θα φτάσει στους ιστούς με μια ταχύτητα που καθορίζεται από την αιμάτωση κάθε οργάνου και από την ευκολία με την οποία το φάρμακο θα περάσει το τοίχω-μα των τριχοειδών και τις πλασματικές μεμβράνες των κυττάρων.

Μέσα στο πλάσμα του αίματος, άλλοτε άλλο ποσό φαρμάκου είναι συνδεδεμένο με πρωτεΐ-νες, με αποτέλεσμα να μη μπορεί να διαχυθεί ελεύθερα προς τους ιστούς. Ως γενικός κανόνας, ισχύει η αρχή ότι το ποσό κάθε φαρμάκου στους ιστούς όπου δρα είναι ένα μικρό μόνο κλάσμα του ολικού ποσού του φαρμάκου στον οργανισμό.

Το μεγαλύτερο μέρος παραμένει στα διάφορα διαμερίσματα υγρών του οργανισμού, ή διαλύ-εται μέσα στον λιπώδη ιστό. Ακόμη και μέσα στα κύτταρα-στόχους, το μεγαλύτερο μέρος των μορί-ων του φαρμάκου συνδέεται με μεγαλομοριακές ενώσεις που δεν έχουν καμία σχέση με την εμφάνιση κάποιας επιθυμητής φαρμακολογικής δράσης (μη ειδικοί ή αδρανείς υποδοχείς).

Όπως είναι γνωστό, τα υγρά του οργανισμού διακρίνονται σε συγκεκριμένα λειτουργικά δια-μερίσματα, το ενδαγγειακό, το μεσοκυττάριο και το ενδοκυττάριο.

Σε ένα φυσιολογικό άτομο βάρους 70 Kg, όλα τα υγρά του οργανισμού αποτελούν περίπου τα 60% του βάρους του σώματος, δηλαδή είναι περίπου 44 λίτρα. Το υγρό του πλάσματος είναι 4% του βάρους (περίπου 3 λίτρα). Ο ολικός όγκος του αίματος, όπου περιλαμβάνεται και το ενδοκυττά-ριο νερό των ερυθροκυττάρων, είναι περίπου διπλάσιος (δηλαδή 6 λίτρα). Το μεσοκυττάριο υγρό εί-ναι περίπου το 13% του βάρους του σώματος (δηλαδή 9 λίτρα) και το ενδοκυττάριο υγρό είναι το 41% (δηλαδή 29 λίτρα).

οργακαι «

συνέ

διάφφλέβτατα

πρωσοκυδών περιαιμα

γειαστα και α

ποίοορισπτά,νεταγκος

νέμετου νεμη(σταχώρτου ρο. κύττου υση βμία 44 λ

επιτυοντα

Με τον ανισμού που«δευτερογεν

Κατά τηέπεια η διασπ

Η δευτεφορα όργαναβιο αναισθητα στον οργαν

Η κατανωτεΐνες. Η πρυττάριο χώρενός οργάνοιπτώσεις η διατοπλακουντ

Μετά τηακό και μεσοδιάφορα διααπό τις φυσι

Με τον ο φαινομενικσθεί ως εξής, όταν το φάαι μέτρηση τς θα είναι:

Κατά τέεται μόνο στπλάσματος. ηθεί μέσα σταθερά επίπεδο, γι' αυτό κπλάσματος κΔηλαδή με τταρα είναι αμυγρού (ενδαγβαρέος ύδατώρα, όταν τλίτρα).

Τα περισυγχάνεται ποαι με πρωτεΐν

όρο «κατανυ προαναφέρθνή». ην πρωτογενπορά του στοερογενής καα ως συνέπειατικό θειοπεννισμό για να νομή επηρεάρωτεϊνική σύρο. Επίσης, ηου, τα οποία ιαβατότητα ετιακός και αιη χορήγηση εοκυττάριο χώαμερίσματα υικοχημικές ιδόρο φαινομεκά έχει καταν: μια γνωστήάρμακο έχει κτης πυκνότητ

έτοιο ιδανικότον ενδαγγειΜέσα σε λίγτον όγκο τουδα πυκνότητκαι η κατανοκαι την αμέστη χορήγησημελητέα, ο φγγειακό και μτος (D2O), σο βαρύ ύδωρ

σσότερα φάροτέ πλατό συΐνες του οργα

νομή» εννοοθηκαν. Η κα

ή κατανομή,ον οργανισμτανομή αναα της χημικήντάλη έχει τόκαταλήξει σάζεται σημανύνδεση εμποδη κατανομή εμπορεί να εείναι πολύ πιματομαζικόςενός φαρμάκώρο ή να συμυγρών, σε σδιότητες του ενικός όγκος νεμηθεί το φάή ποσότητα τκατανεμηθείτας του φαρμ

ό τρόπο συμπιακό χώρο, λγα λεπτά μετυ πλάσματος ας). Τα Na+

ομή τους εμφσως ακολουθη ραδιενεργοφαινομενικόςμεσοκυττάριοσταθερό επίπρ θα έχει κατ

ρμακα, όμωςυγκέντρωσηςανισμού, απο

25

ούμε τον κατατανομή στου

, το φάρμακμό εξαρτάται αφέρεται στοής του συγγένόσο μεγάλη λστον λιπώδη ντικά από τοδίζει την έξοεπηρεάζεται εμφανίζουν μπεριορισμένης φραγμός).κου, η κατανμπεριλάβει κσυνδυασμό μμορίου του κατανομής (άρμακο. Ο φτου φαρμάκί πλέον στονμάκου. Με ι

περιφέρεται λόγω της μετά την ενδοφ(δηλαδή μέσ

+ κατανέμοντφανίζει δύο θούσα κατανού νατρίου, ς όγκος καταο υγρό, που πεδο συγκέντατανεμηθεί σ

ς, δεν συμπες μετά από τοθηκεύονται

ταμερισμό τους διάφορους

κο μεταφέρεταπό την κατο ποσό του νειας προς τλιποδιαλυτότιστό. ο ποσό του φοδο του φαρμσημαντικά αμικρότερη ή η, οπότε μιλά

νομή του μποκαι τον ενδοκμε τους παράφαρμάκου. (Vd) εννοούμφαινομενικόςου ενίεται ενν οργανισμό, ιδανικές συν

η χρωστική εγάλης σύνδεφλέβια χορήγσα σε 3 λίτραται εκτός απ«πλατό»: τηνομή στον ενεπειδή ακριβανομής θα ανείναι περίποτρωσης στο τον ολικό όγ

εριφέρονται μη χορήγησή ι σε διάφορο

ου φαρμάκος ιστούς διακ

ται στα όργατά λεπτό αιμάφαρμάκου πους ιστούς. Γτητα, ώστε ν

φαρμάκου πομάκου από ταπό την ιστομεγαλύτερη άμε για φραγ

ορεί να περιοκυττάριο χώάγοντες που

με τον όγκο ς όγκος κατανδοφλεβίως κπαίρνονται θήκες καταν

ουσία κυανοεσης που εμγηση, η χρωσα) και θα εμπό το πλάσμην αρχική καδαγγειακό κβώς η είσοδντιστοιχεί στυ 12 λίτρα).Τπλάσμα επιτγκο ύδατος τ

με ιδανικό ττους. Αυτό ους ιστούς, μ

ου στα διαμεκρίνεται σε «

ανα με το αίάτωση των ισπου ανακαταΓια παράδειγνα ανακαταν

ου είναι συντον ενδαγγειαολογική υφή διαβατότητα

γμούς (αιματε

οριστεί μόνοώρο. Ο βαθμόαναφέρθηκα

των υγρών μανομής μπορεκαι μετά απδείγματα αίμνομής, ο φαι

ού του Evanμφανίζει με τστική αυτή θμφανίζει την μα και στο ματανομή μόνκαι στο μεσοκδος των ιόντωτον όγκο τουΤέλος, μετά τυγχάνεται μτου οργανισμ

τρόπο, και προφείλεται στμεταβολίζοντ

ερίσματα του«πρωτογενή»

μα, και κατάστών. ανέμεται σταγμα, το ενδονέμεται ταχύ

νδεδεμένο μεακό στον μετων τριχοεια. Σε μερικέςεγκεφαλικός

ο στον ενδαγός επέκτασηςαν, εξαρτάτα

μέσα στον οεί να προσδιό αρκετά λεματος και γίινομενικός ό

ns, που κατατις πρωτεΐνεςθα έχει καταεικόνα πλατόμεσοκυττάριονο στον όγκοκυττάριο χώων μέσα στα εξωκυττάριαπό χορήγημετά περίπουμού (περίπου

ρακτικώς δεντο ότι συνδέται και απεκ

υ »

ά

α --

ε -ι-ς ς,

γ-ς αι

-ι--ί--

-ς -ό ο ο -α ι--υ υ

ν -κ-

κρίνρεί ν 2.2.

κατάαπέκκλάσποσο

αίμαδων πολύδευτπρωσθενων Vόσονενόςαποτκαι τ

βρίσ

δηλα

1) Τ2) Τ3) Τγενε

νταιποσογκέναύξηφάρπου

τί η μετα

φυσπρωχολε

νονται. Κατάνα πραγματο

.Πρωτεϊνι

Όπως ποά την είσοδόκκρισή τουςσμα του πλάού πρωτεϊνώ

Το μόριατος (7,4) υπσε κάθε μόύ μικρό (1 ήτεροταγείς αωτεϊνικού μορνείς και έχουVanderWaalν αφορά τηνς φαρμάκου τέλεσμα εκφτο συνδεδεμ

Λόγω το

σκονται σε δυ

Η σταθεαδή από τη μ

Το φάρμΤη χημική συΤο ολικό ποσΤο ποσό και τετικών παραγ

Όταν η ι και ταυτοχροστό του συνντρωση του φηση είναι ευμακο. Όταν κυκλοφορεί

Η σύνδε1. Διευκ

σύνδεση μεαξύ του σημε

2. Οδηγιολογικές εν

ωτεϊνικού μορερυθρίνη από

ά συνέπεια, οοποιηθεί μόνο

ική σύνδεσ

ολλές φυσιολό τους στον ε. Από την άπάσματος είναών. ιο της λευκωπερτερούν ταόριο λευκωμαή 2). Τα ηλεαμινομάδες, κρίου. Οι δυνυν τον χαρακls. Η σύνδεσν τριτοταγή τστο πλάσμαφράζει την ολμένο με πρωτ

ου αναστρέψυναμική ισορ

ερά σύνδεσημοριακή δομήμακο συνδέετυγγένεια που ό του φαρμάτο είδος των γόντων). συγκέντρωσρόνως επιτυγνδεδεμένου φαρμάκου ελυθέως ανάλοη χημική συί στο αίμα είνεση των φαρμκολύνει την αε πρωτεΐνες είου εφαρμογγεί σε δυνητινδογενείς ουρίου. Για παό τα πρωτεϊν

ο προσδιορισο κατ΄εκτίμη

ση φαρμάκ

λογικές ουσίενδαγγειακό ποψη της ικαι οι λευκωμ

ωματίνης έχεα αρνητικά φατίνης, το τεεκτρικά φορτκαθώς και σνάμεις που ανκτήρα του ετση είναι αναου δομή. Καπροηγείται λική συγκέντεΐνες).

ψιμου της σύνρροπία:

ς (Κ = Κ1/Κή των ηλεκτρται με τις πρέχει προς τιςάκου (D), καιπρωτεϊνών (

ση του φαρμάγχάνεται η μφαρμάκου ελλαττώνεται, ογη της χημικυγγένεια είναναι συνδεδεμμάκων με πραπορρόφησηδιατηρεί στγής και του πική εμφάνισηυσίες (π.χ., οράδειγμα, η νικά σημεία

26

σμός του όγκηση.

κων

ίες, έτσι και τχώρο. Αυτό

κανότητας σύματίνες, οι οπ

ει σημεία με φορτία. Παράελικό ποσό τισμένα σημε καρβοξύλιαναπτύσσοντατεροπολικού αστρέψιμη, αατά συνέπειαμετουσίωσητρωση του φ

νδεσης, το ε

Κ2) εξαρτάταιροχημικά δρρωτεΐνες κατάς πρωτεΐνες (ι (έλλειψη πρω

άκου αυξάνεμέγιστη σύνδλαττώνεται στο ποσοστό ικής συγγένεαι πολύ μεγάμένο με πρωτρωτεΐνες έχειη των φαρμάκταθερή τη διπλάσματος.η αλληλεπίδορμόνες), ανσουλφισοξασύνδεσης, μ

κου κατανομή

τα φάρμακα ό επιδρά στηνύνδεσης φαρποίες αντιστ

θετική και αά το μεγάλο μορίων φαρμεία αντιστοιια και σουλφαι με τα ιονιδεσμού, της

αρκεί το πρωα, όταν κατά η των πρωτεϊαρμάκου (δη

ελεύθερο και

ι από τις φυσραστικών σημά ένα ποσοσ(P),

ωτεϊνών ή δι

εται, τα σημεδεση του φαρσε σχέση με του συνδεδεειας που υπάάλη, τότε πρτεΐνες. ι τα εξής αποκων εκείνωνιαφορά συγκ

ρασης, όταννταγωνίζοντααζόλη και η με αποτέλεσμ

ής είναι ιδια

μπορούν ναν κατανομή,μάκων, το σοιχούν περίπ

αρνητική φόαριθμό ηλεκμάκου που μιχούν σε ιονφυδρύλια τωνισμένα μόριας γέφυρας υδωτεϊνικό μόρτον προσδιοϊνών (με αλκηλαδή τόσο τ

συνδεδεμέν

σικοχημικές μείων του μοτό (DP), το ο

ιαφορές στη

εία σύνδεσηςρμάκου. Σε ατο ολικό ποεμένου φαρμάρχει ανάμεσρακτικώς όλο

οτελέσματα: ν που απορροκέντρωσης το

ν δύο ή περισαι για τα ίδιβιταμίνη Κ μμα να αυξηθ

αίτερα δύσκο

α συνδεθούν , το μεταβολσπουδαιότεροπου στο 50%

όρτιση, αλλάκτρικά φορτιμπορεί να συνισμένες πρωων πλαγίων αα του φαρμάδρογόνου, ή ριο να παραμορισμό της συκοόλες ή οξέτο ελεύθερο

νο κλάσμα το

ιδιότητες τοορίου του. οποίο εξαρτά

μοριακή του

ς των πρωτεϊαυτήν την ποσό. Αντίθεταμάκου αυξάνσα στις πρωτο το ποσό το

οφώνται με δου ελεύθερο

σσότερα φάρια σημεία σμπορεί να εκθεί το ποσό τ

ολος και μπο

με πρωτεΐνεςλισμό και τηνο πρωτεϊνικό

% του ολικού

ά στο pH τουσμένων ομάυνδεθεί είναωτοταγείς κααλυσίδων τουάκου είναι ατων δυνάμεμείνει άθικτουγκέντρωσηςέα), το τελικόκλάσμα, όσο

ου φαρμάκου

ου φαρμάκου

άται από:

υς δομή λόγω

ϊνών κορένυερίπτωση, τοα, όταν η συνεται. Αυτή ητεΐνες και τοου φαρμάκου

διάχυση, γιαου φαρμάκου

ρμακα, ή κασύνδεσης τουκτοπίσουν τητης που ευρί

-

ς ν ό ύ

υ -αι αι υ α-

-ο ς ό ο

υ

υ,

ω

-ο -η ο υ

α-υ

αι υ η ί-

27

σκεται ελεύθερο. Αυτό έχει σημασία στα νεογνά, όπου το ήδη αυξημένο ποσό της χολερυθρί-νης(νεογνικός ίκτερος) εκτοπιζόμενο από τις πρωτεΐνες καταλήγει σε διάφορους ιστούς. Ιδιαίτερα στο Κ.Ν.Σ., η εναπόθεση χολερυθρίνης προκαλεί μη αντιστρεπτές βλάβες σε σημαντικούς πυρήνες του εγκεφαλικού στελέχους του νεογνού (πυρηνικός ίκτερος).

3. Μεταβάλλει τη δευτερογενή κατανομή στους, επειδή η συνδεδεμένη ουσία δεν διαπερνά το ενδοθηλιακό τοίχωμα των τριχοειδών. Έτσι, ελαττώνεται η φαρμακολογική αποτελεσματικότητα μιας συγκεκριμένης δόσης, και η ενέργεια του φαρμάκου γίνεται σταθερότερη και αυξάνεται σε διάρκεια.

4. Επηρεάζει την απομάκρυνση του φαρμάκου από το οργανισμό, επειδή επιβραδύνεται ο με-ταβολισμός και η νεφρική του απέκκριση. Όταν η σύνδεση με τις πρωτεΐνες είναι ισχυρή, δημιουρ-γείται κίνδυνος τοξικής άθροισης του φαρμάκου. 2.3.Φραγμοί

Τριχοειδικός φραγμός. Μετά την πρωτογενή κατανομή στον οργανισμό, βασική προϋπόθε-

ση για την περαιτέρω διείσδυση του φαρμάκου στα κύτταρα-στόχους είναι η ικανότητά του να περνά το ενδοθηλιακό τοίχωμα των τριχοειδών. Το τριχοειδικό τοίχωμα αποτελείται από τα ενδοθήλια και τη βασική μεμβράνη, η οποία είναι αραιός συνδετικός ιστός και δεν αποτελεί φραγμό στη διέλευση ουσιών. Οι φυσιολογικές ιδιότητες των τριχοειδών, όσον αφορά στη διαβατότητα ουσιών, καθορίζο-νται από τη λιποειδική φύση των ενδοθηλιακών κυττάρων και από την παρουσία πόρων με υδρόφιλο τοίχωμα (υδροπορίνες). Η μικρή διάμετροςτωνυδροπορινών (30 Å) επιτρέπει τη διακίνηση μορίων με Μ.Β. μέχρι περίπου 60.000.

Η διέλευση μέσω του τοιχώματος των τριχοειδών γίνεται με: (1) Διήθηση λόγω υδροστατικής πίεσης, 2) διάχυση, και 3) ενδοκύτωση.

Με τη βοήθεια της υδροστατικής πίεσης διαπερνούν το τοίχωμα οι σχετικά μεγαλομοριακές λιποδιαλυτές ή υδατοδιαλυτές ουσίες. Με διάχυση διαπερνούν το τοίχωμα οι λιποδιαλυτές και οι μι-κρομοριακές υδατοδιαλυτές ουσίες. Με την ενδοκύτωση διαπερνούν το τοίχωμα οι μεγαλομοριακές υδατοδιαλυτές ουσίες, όπως οι λευκωματίνες του πλάσματος που απεκκρίνονται ως προς ένα βαθμό στο πρόουρο και από εκεί επαναρροφώνται στην κυκλοφορία με ενδοκύττωση από τα επιθηλιακά κύτταρα των ουροφόρων σωληναρίων. Γενικώς, η διαβατότητα των τριχοειδών για τις υδατοδιαλυτές ουσίες εξαρτάται κυρίως από το μοριακό βάρος και τη μοριακή δομή, ενώ για τις λιποδιαλυτές ουσίες ισχύουν οι κανόνες της διάχυσης.

Οι φυσιολογικές ιδιότητες των τριχοειδών διαφέρουν από ιστό σε ιστό. Στα μαλπιγγιανά σπειράματα, π.χ., το τοίχωμα εμφανίζει μεγαλύτερη διαβατότητα από ό,τι τα τριχοειδή άλλων οργά-νων του σώματος. Από την άλλη μεριά, το τοίχωμα των φλεβωδών ηπατικών κόλπων έχει τόσο μεγά-λους πόρους, που είναι σαν να μην υπάρχει. Άλλο ακραίο παράδειγμα είναι τα τριχοειδή του εγκεφά-λου, όπου το τοίχωμα γίνεται σχεδόν αδιαπέραστο καθώς ενισχύεται από προσεκβολές κυττάρων γλοίας. Η διαβατότητα των τριχοειδών εξαρτάται, επίσης, από τη φυσιολογική κατάσταση του ιστού. Η φλεγμονή αυξάνει τη διαβατότητα. Για παράδειγμα, ενώ η πενικιλλίνη δεν διαπερνά τον αιματε-γκεφαλικό φραγμό υπό φυσιολογικές συνθήκες, τον διαπερνά σε περίπτωση μηνιγγίτιδας.

Ορισμένα φάρμακα ή φυσιολογικές ουσίες μπορούν, επίσης, να μεταβάλουν τις ιδιότητες του τριχοειδικού τοιχώματος, όπως η ισταμίνη και η αδρεναλίνη. Η ισταμίνη αυξάνει το εύρος των τριχο-ειδών, με αποτέλεσμα να αυξάνεται τοπικά η υδροστατική πίεση και ο ρυθμός διήθησης ουσιών. Η αδρεναλίνη ασκεί την αντίθετη δράση.

Αιματεγκεφαλικός φραγμός. Παρά το γεγονός ότι ο εγκέφαλος παίρνει, συγκριτικά με το βάρος του, το μεγαλύτερο μέρος του κατά λεπτό όγκου αίματος (Κ.Λ.Ο.Α.) (16% του Κ.Λ.Ο.Α., ενώ αποτελεί μόλις το 2% του σωματικού βάρους), αρκετές ουσίες διαπερνούν πολύ δύσκολα ή και καθό-λου το τοίχωμα των τριχοειδών του. Αυτό οφείλεται στον ονομαζόμενο αιματεγκεφαλικό φραγμό, ο οποίος βασίζεται τόσο στη ειδική διάταξη της κυκλοφορίας του εγκεφάλου, όσο και στην ειδική ενί-σχυση του τοιχώματος των τριχοειδών. Τα φάρμακα μπορούν να φθάσουν τα εγκεφαλικά κύτταρα είτε μέσω των τριχοειδών, είτε μέσω του χοριοειδούς πλέγματος των κοιλιών. Στη δεύτερη περίπτω-ση, η διάχυση της ουσίας στο μεσοκυττάριο χώρο θα γίνει με το εγκεφαλονωτιαίο υγρό. Έτσι, παρα-τηρείται περιορισμένη διείσδυση στα κύτταρα στόχους, επειδή ένα μεγάλο μέρος της ουσίας θα

28

προσληφθεί κατά την πορεία της από τα επενδυματικά κύτταρα των κοιλιών και από τα άφθονα νευ-ρογλοιακά κύτταρα που περιβάλλουν προστατευτικά τους νευρώνες.

Τα εγκεφαλικά τριχοειδή εμφανίζουν στεγανότερο τοίχωμα, σε σύγκριση με τα άλλα όργανα. Το γεγονός αυτό αποδίδεται κατ' αρχήν στα ενδοθηλιακά κύτταρα του τοιχώματος που έχουν υδρόφι-λους πόρους με διάμετρο μόλις 8 Å (σε σύγκριση με τα 30 Å των άλλων), έτσι ώστε να περιορίζεται η διήθηση ενός μεγάλου μέρους των υδατοδιαλυτών ουσιών. Ένας επιπρόσθετος παράγοντας που περιορίζει τη διαβατότητα των τριχοειδών είναι τα αστροκύτταρα που τα περιβάλλουν. Η γειτνίαση αστροκυττάρων και τριχοειδών είναι τόσο στενή, ώστε μεταξύ τους δεν καταλείπεται σχεδόν καθό-λου μεσοκυττάριος χώρος. Ο αιματεγκεφαλικός φραγμός αποτελείται, επομένως, από το συνδυασμό τριχοειδικού και κυτταρικού τοιχώματος. Η διαφορά από τους άλλους βιολογικούς φραγμούς είναι περισσότερο ποσοτική, παρά ποιοτική. Με αυτόν τον τρόπο, μόνον οι λιποδιαλυτές και οι μη ιονι-σμένες μικρομοριακές υδατοδιαλυτές ενώσεις μπορούν να περάσουν από την κυκλοφορία στον εγκέ-φαλο.

Αιματοπλακουντιακός φραγμός. Αν και ο πλακούντας αποτελεί φραγμό μεγάλης φυσιολο-γικής σημασίας, η αποτελεσματικότητά του δεν είναι το ίδιο μεγάλη όσο του αιματεγκεφαλικού φραγμού. Η βασική μεμβράνη που χωρίζει την κυκλοφορία μητέρας και εμβρύου λεπταίνει προοδευ-τικά κατά τη διάρκεια της κύησης (25 μ στην αρχή και 2 μ στο τέλος της κύησης), και είναι ιδιαίτερα πλούσια σε λιποειδή. Οι λιποδιαλυτές ουσίες διαπερνούν εύκολα τον πλακούντα με διάχυση, ενώ οι υδατοδιαλυτές και οι μεγαλομοριακές ενώσεις συναντούν σημαντική δυσκολία. Αρκετές ουσίες με κάποιο βιολογικό ρόλο διαπερνούν τον πλακούντα με διευκολυνόμενη διάχυση (π.χ. γλυκόζη), με ενεργητική μεταφορά (π.χ. αμινοξέα), ή και με πινοκύττωση (π.χ. αντισώματα).

Προκειμένου για φάρμακα, ο βασικός μηχανισμός είναι μόνον η διάχυση, η οποία εξαρτάται από:

1) Το πάχος της βασικής μεμβράνης του πλακούντα, 2) Την αργή και πλούσια αιμάτωση του πλακούντα, η οποία διευκολύνει την εξίσωση των

συγκεντρώσεων στις δύο πλευρές, 3) Τις φυσιολογικές ιδιότητες του φαρμάκου (σταθερά διάχυσης), και 4) Τη σύνδεση του φαρμάκου με πρωτεΐνες. Ο πλακούντας παρουσιάζει μοναδικό ενδιαφέρον

δεδομένου ότι και από τις δύο πλευρές υπάρχει αφθονία πρωτεϊνών. Μία ουσία που περνά προς το αίμα του εμβρύου συνδέεται με πρωτεΐνες, με αποτέλεσμα να διατηρείται η διαφορά συγκέντρωσης του μη συνδεδεμένου κλάσματος του φαρμάκου και να διευκολύνεται η διάχυση.

Στην έννοια του αιματοπλακουντιακού φραγμού συμβάλλει και το γεγονός ότι ο πλακούντας είναι ιδιαίτερα πλούσιος σε ένζυμα (π.χ. μονοαμινοξειδάση, χολινεστεράση κ.ά.), τα οποία μπορούν να αδρανοποιήσουν διάφορες βιολογικώς δραστικές ουσίες. Έχει βρεθεί, πως μέρος των ενζύμων υ-δροξυλίωσης αυξάνεται σε ποσότητα (επαγωγή), όταν η γυναίκα καπνίζει κατά τη διάρκεια της κύη-σης.

Τα φάρμακα εκείνα που διαπερνούν τον αιματεγκεφαλικό φραγμό, κατά μείζονα λόγο, μπο-ρούν να περάσουν στην κυκλοφορία του εμβρύου. Γι'αυτό, η χρήση φαρμάκων με κεντρική αναλγη-τική ή με ηρεμιστική δράση πρέπει οπωσδήποτε να αποφεύγεται, τόσο κατά την αρχή της κύησης (κίνδυνος τερατογένεσης) όσο και κατά το τέλος (κίνδυνος λειτουργικής βλάβης του εγκεφάλου, πα-ροδικής ή μόνιμης). Άλλωστε, πρέπει να γίνεται προσπάθεια αποφυγής των φαρμάκων γενικότερα κατά την διάρκεια της κύησης.

Αιματομαζικός φραγμός.Ακόμη μικρότερη προστασία παρέχει ο φραγμός μεταξύ αίματος και γάλατος στο μαζικό αδένα, ιδιαίτερα για φάρμακα με μεγάλη λιποδιαλυτότητα. Επομένως η χρή-ση φαρμάκων κατά τη διάρκεια της γαλουχίας μπορεί να επηρεάσει το βρέφος, και άρα πρέπει να α-ποφεύγεται. Όπως περιγράφεται ακολούθως, η απομάκρυνση ορισμένων ουσιών με μεγάλη λιποδια-λυτότητα γίνεται κυρίως από τον μαζικό αδένα.

3.Απέκκριση - Τερματισμός της φαρμακολογικής ενέργειας Ο μεταβολισμός, η εναποθήκευση και η αποβολή είναι οι μηχανισμοί με τους οποίους τα

φάρμακα απομακρύνονται τελικώς από το σημείο όπου δρουν. Η εναποθήκευση φαρμάκων στο λι-

29

πώδη ιστό, στο δικτυοενδοθηλιακό σύστημα και στα οστά, παίζει σημαντικό ρόλο για την απομά-κρυνση και την κυκλοφορία των λιποδιαλυτών ουσιών, των κολλοειδών και των βαρέων μετάλλων, αντίστοιχα.

Η απέκκριση από τους νεφρούς, το χοληφόρο σύστημα, το έντερο και τους πνεύμονες, συμ-βάλλει στην απομάκρυνση των περισσότερων φαρμάκων. Από τις οδούς που αναφέρθηκαν, η κυριό-τερη είναι η νεφρική απέκκριση.

3.1.Νεφρική απέκκριση

Ο νεφρός έχει πολύ πλούσια αιμάτωση που αντιστοιχεί στο 25% του Κ.Λ.Ο.Α., δηλαδή είναι

περίπου 130 ml/min. Από το ποσό αυτό, εκείνο που μας ενδιαφέρει από φαρμακολογική άποψη είναι η συμμετοχή του πλάσματος (περίπου 650 ml/min, από το οποίο το 1/5, δηλαδή περίπου 130 ml/min, διηθείται στο μαλπιγγιανό σπείραμα).

Η σπειραματική διήθηση γίνεται από τους πόρους του ενδοθηλίου που είναι αρκετά μεγαλύ-τεροι από ότι στα υπόλοιπα τριχοειδή του σώματος. Είναι γνωστό, ότι ένα μικρό μέρος της λευκωμα-τίνης εμφανίζεται στο υπερδιήθημα (που όμως επαναρροφάται αργότερα). Τα περισσότερα φάρμακα έχουν μικρότερο Μ.Β. από 69.000 (το Μ.Β. των λευκωματινών), και επομένως διηθούνται με μεγάλη ευκολία στα ούρα. Ο μόνος περιοριστικός παράγοντας για τη διήθηση των φαρμάκων στο πρόουρο είναι η σύνδεσή τους με πρωτεΐνες του πλάσματος.

Η διατήρηση του ύδατος του οργανισμού γίνεται με επαναρρόφησηNa+ από τα εγγύς εσπει-ραμένα σωληνάρια, η οποία ακολουθείται από παθητική διάχυση ύδατος. Αυτό οδηγεί στη δημιουρ-γία πρανούς συγκέντρωσης και για τα φάρμακα, έτσι ώστε ένα μέρος από το ποσό που βρίσκεται στο πρόουρο θα επαναρροφηθεί με παθητική διάχυση ανάλογα με τη λιποδιαλυτότητα του μορίου, το βαθμό ιονισμού και το μοριακό βάρος. Στο εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο, το pH του πρόουρου είναι περίπου ίδιο με του πλάσματος. Στα άπω εσπειραμένα και τα αθροιστικά σωληνάρια, όμως, το pH μπορεί να κυμαίνεται από 4,5 έως 8,0, ανάλογα με το ποσό Η+ που απεκκρίθηκε και HCO3

- που επα-ναρροφήθηκε. Συνήθως το τελικό pH του προούρου είναι περισσότερο όξινο από το πλάσμα, και έτσι οι ασθενείς βάσεις είναι κυρίως ιονισμένες και εμποδίζεται η διάχυσή τους προς το μεσοκυττάριο χώρο. Αντίθετα, προκειμένου για ασθενή οξέα, το μεγαλύτερο μέρος των μορίων δεν θα είναι ιονι-σμένα με αποτέλεσμα να διαχέονται και να επαναρροφώνται. Επειδή ακριβώς η τιμή του pH του προούρου είναι καθοριστική για την απέκκριση πολλών ασθενών οξέων και βάσεων, μετατροπές του pH μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη κλινική πράξη σε περίπτωση δηλητηριάσεων. Με τη χορήγηση διττανθρακικού νατρίου, π.χ., η αλκαλοποίηση των ούρων διευκολύνει την απέκκριση της φαινοβαρ-βιτάλης, η οποία είναι ένα ασθενές οξύ.

Τα νεφρικά σωληνάρια διαθέτουν, επίσης, μηχανισμούς ενεργητικής μεταφοράς ουσιών από το πρόουρο προς το μεσοκυττάριο υγρό του νεφρού, και αντίστροφα. Για τις φυσιολογικές ουσίες, η ενεργητική απέκκριση προς το πρόουρο είναι μάλλον περιορισμένη, σε αντίθεση με την απορρόφηση. Ωστόσο, προκειμένου για ουσίες ξένες προς τον οργανισμό, όπως τα φάρμακα, οι μηχανισμοί ενεργη-τικής μεταφοράς επιστρατεύονται κυρίως για την απέκκριση. Η σωληναριακή απέκκριση αφορά τα φάρμακα εκείνα που είναι οξέα (πενικιλλίνη, σαλικυλικό οξύ, κ.ά.), ή βάσεις (κινίνη, τεταρτογενείς βάσεις αμμωνίου, κ.ά.). Επειδή υπάρχουν μόνον αυτά τα δύο συστήματα μεταφοράς, η ύπαρξη πολ-λών ανιόντων ή κατιόντων οδηγεί σε ανταγωνισμό μεταξύ τους για την κατάληψη του φορέα. Το σύ-στημα αυτό απέκκρισης εμφανίζει εκλεκτικότητα, μέγιστη ικανότητα (Tm) και ευαισθησία σε μετα-βολικούς αναστολείς. Έχει δηλαδή όλες εκείνες τις ιδιότητες που χαρακτηρίζουν την ενεργητική με-ταφορά. Ο ανταγωνισμός μεταξύ των οξέων ή βάσεων για τον ίδιο φορέα έχει και πρακτική αξία. Τυ-πικό παράδειγμα είναι η προβενεσίδη, ένα ασθενές οξύ που παρεμποδίζει την απέκκριση της πενικι-λίνης. Είναι αυτονόητο, πως τα ανιόντα ή κατιόντα που μεταφέρονται με ενεργητική απέκκριση στο πρόουρο θα αποβληθούν τελικώς με τα ούρα εφ΄όσον παραμείνουν ιονισμένα. Σε αντίθετη περίπτω-ση, θα επαναρροφηθούν με παθητική διάχυση.

Στα νεογνά, και ιδιαίτερα στα πρόωρα, τόσο η σπειραματική διήθηση όσο και η σωληναρια-κή απέκκριση είναι ανεπαρκείς. Η κάθαρση της ινουλίνης του πλάσματος (που απεικονίζει τη σπει-ραματική διήθηση) είναι μόνο το 1/3 της τιμής του ενήλικα, και η απέκκριση του π-αμινοϊππουρικού

οξέοείναότι κκίνδ

το ταπέκ

στο επεισωλαυλόΕποφαρ

σημβαθμ

κάθανοούσε έν

επαναντισακχτων

επιθσματποσόουσίαμιν

ροφ

ος (δείκτης και επακριβώςκαι ο μεταβοδυνος τοξικής

Ρυθμός ελικό συνολκκρισης και

Για τη σπλάσμα, επιδή η σύνδεσληναριακή από του σωληνμένως, για τμάκου στο π

Για την αντικό ρόλομός ιονισμού

Νεφρικήαρσης μιας ούμε τον όγκοένα λεπτό.

Ο υπολο

Απέκκρναρροφάται ιστοιχεί στο χαρίτης ινουμαλπιγγιανώ

Απέκκρθηλιακά κύτττος δια μέσοότητα ώστε ίας, που απενοϊππουρικό

Για την ορίες δίνει το

κυρίως της σς γνωστό ποίολισμός των ς άθροισης. νεφρικής α

λικό αποτέλετης σωληναρσπειραματικήπειδή το μαλση με τις πρωπέκκριση τουναρίου, αντικτη σπειραμαπλάσμα. επαναρρόφη

ο παίζει η συύ. ή κάθαρση.ουσίας από ο του πλάσμ

ογισμός της κ

ριση ινουλίναπό τα νεφρποσό της σπυλίνη, ο οποίών σωληναρίριση π-αμινοταρα των σωου των νεφρνα κορεσθούεκκρίνεται εοξύ. εκτίμηση τοο καλούμενο

σωληναριακήοι λόγοι συμφαρμάκων σ

απέκκρισης.σμα τριών λριακήςεπαναή διήθηση, σλπιγγιανό σπωτεΐνες του πυ φαρμάκου καθίσταται πατική απέκκ

ηση από το υγκέντρωση

Ως γνωστό,το πλάσμα. ματος που πε

κάθαρσης γίν

νης. Για μία ικά σωληνάρπειραματικήςίος χρησιμοπίων. οϊππουρικούωληναρίων, ηών (650 ml/ύν οι φορείς ενεργητικά χ

ου μηχανισμοο «πηλίκο έκ

30

ής απέκκρισημβάλλουν σεστο ήπαρ είν

Το ποσοστόλειτουργιών: αρρόφησης. σημαντικό ρόπείραμα δεν πλάσματος εστο πρόουρ

προοδευτικά κριση σημαντ

σωληναριακτου φαρμάκ

, η νεφρική Με τον όροεριέχει το πο

νεται με τον

ουσία που δρια και δεν ας διήθησης (ποιείται στην

ύ οξέος. Γιαη τιμή της κ/min), με τηντης ενεργητχωρίς να επ

ού έκκρισης κκρισης».

ης) είναι μόνε αυτήν τη νεναι ανεπαρκή

ό του φαρμάκτης σπειραμ

όλο παίζει τοείναι πολύ δείναι αναστρρο. Καθώς τοαπό μόρια πτικό ρόλο π

κό αυλό προκου στο πρό

λειτουργία εο νεφρική κάσό εκείνο τη

τύπο:

δεν συνδέεταπεκκρίνεται130 ml/min)ν κλινική πρ

μια ουσία πάθαρσης θα ν προϋπόθεστικής μεταφοπαναρροφάτα

ενός φαρμάκ

νο το 1/4 τηςεφρική δυσπρής στα πρόω

κου που αποματικής διήθ

ο επίπεδο τοδιαπερατό σρέψιμη, δεν εο ελεύθερο κου αποσυνδέπαίζει η συν

ς τον μεσοκυόουρο, η λιπ

εκτιμάται ποθαρσητου πλης ουσίας πο

αι με πρωτεΐι ενεργητικά,). Τους όρουράξη για την

που απεκκρίναντιστοιχεί

ση ότι δεν έχοράς. Παράδαι σε σημαν

κου από του

ς τιμής του ραγία. Δεδοωρα, υπάρχει

οβάλλεται στθησης, της σω

ου αδέσμευτοστις πρωτεΐνεεμποδίζει τηνκλάσμα μεταέονται από τνολική συγκέ

κυττάριο χώρποδιαλυτότητ

οσοτικά με τηλάσματος (clου αποβάλλετ

εΐνες του πλά, η τιμή της υς αυτούς πλν εκτίμηση τη

ίνεται ενεργηστο ποσό τηχει δοθεί σε δειγμα τέτοιαντικό βαθμό,

υς νεφρούς χρ

ενήλικα. Δενμένου, όμωςι ο δυνητικός

τα ούρα είναωληναριακής

ου φαρμάκουες. Αντίθεταν ενεργητικήφέρεται στοντις πρωτεΐνεςέντρωση του

ρο (διάχυση)τά του και ο

η μελέτη τηςlearance), ενται στα ούρα

άσματος, δενκάθαρσης θαληροί ο πολυης επάρκειας

ητικά από ταης ροής πλάτόσο μεγάληας ιονισμένης, είναι το π

ρήσιμες πλη

ν ς, ς

αι ς

υ α, ή ν ς. υ

), ο

ς -α

ν α -ς

α ά-η ς -

-

συγκμονάναρρδώσδιήθ

της φρώαπέκφρούουσιασθελητητότε

3.2.

ταλήντερπέκκθεί μζοντναρργείαμεταντρωαφοπου κά α

ρεάζενερτου

και κρίνφοφαπομ 3.3.

σώμ

Στον πρκέντρωσης τάδα, όταν τοροφάται κατσει πηλίκο έκθηση, το φάρ

Τεχνητόαρτηριακής

ών. Η κατάστκκρισης για ύ. Η αρχή λιών του πλάσενούς με εξωηρίασης με βε εξ ίσου καλ

.Ηπατική

Ένα φάρ

ήξει, έτσι, στρική απορρόκριση και η εμε τα ούρα. Ηται στο pH τρόφησή τουςας όπως φαίναφοράς (Tm)ωσης μεταξύρούν ασθενήεμφανίζουν από τη χολή.

Όπως συζεται από τηργητική απέκοργανισμού

Η ηπατιμπορεί να ελνονται μόνο αφθαλεΐνη. Σταμακρύνεται α

.Άλλες οδο

Οι πνεύματος. Ο βαθ

ροσδιορισμό του ελεύθεροο φάρμακο δά ένα ποσοσκκρισης μηδέρμακο απεκκός νεφρός. Ηπίεσης, με ταση αυτή επτο φάρμακολειτουργίας τσματος μέσαωσωματική κβαρβιτουρικάλά αποτελέσμ

απέκκριση

ρμακο μπορετον εντερικόφηση, το φάεντερική επαΗ χοληφόροου εντερικούς με παθητικνεται από τα), και της απύ χολής και πή οξέα, ασθεπολικότητα

υμβαίνει καιη σύνδεση τοκκριση στη χ(χολικά οξέαική απεκκριτλεγχθεί παρααπό τη χολήα φυσιολογικαπό το αίμα

οί αποβολή

μονες είναι ηθμός πτητικό

της νεφρικήου φαρμάκουδιηθείται (ή στό. Μία ουσέν. Τέλος, μρίνεται ενεργΗ λήψη τοξικαποτέλεσμαπιδεινώνει το. Σε αυτές ττου τεχνητούα από ημιδιακυκλοφορία. ά και σαλικυματα μπορεί

η

εί να εκκριθό αυλό. Εάν άρμακο θα εαναρρόφησή ος οδός έχει σύ αυλού, με ακή διάχυση. Ηα χαρακτηρισπέκκρισης ενπλάσματος μπενείς βάσεις και έχουν Μ

ι με την νεφρου φαρμάκοχολή περιλαμα, χολερυθρίτική ικανότηακολουθώντα. Για το σκοκά άτομα, μμέσα σε 30 λ

ής

η κύρια οδόςότητας αυτών

31

ής κάθαρσηςυ στο πλάσμίσως ακόμησία που επανμία τιμή μεγαγητικά στα σκών δόσεων α την κακή αα τοξικά συτις περιπτώσύ νεφρού βααπερατές μεμ Καλά αποτευλικά άλατα.να έχουμε μ

εί από τα ηποι ιδιότητες εισέλθει στην του θα συνεσημασία για αποτέλεσμα Η έκκριση φστικά στοιχενάντια στο πρπορεί να ξεπκαι ουσίες

Μ.Β. μεγαλύτ

ρική σωληναου με πρωτεΐμβάνει εκτός ίνη, θυροξίνηητα αντανακλας την κινητιοπό αυτόν, χρμετά από ενδλεπτά.

ς αποβολής ν των ουσιών

ς του φαρμάμα. Το πηλίκη και απεκκρναρροφάται παλύτερη της σωληνάρια. φαρμάκων μαιμάτωση καμπτώματα, εεις, ενδείκνυασίζεται στηνμβράνες (σελελέσματα έχ Εάν η χρήσμε περιτοναϊκ

πατοκύτταρατου μορίου ν εντεροηπαεχισθούν μέχτην απέκκρινα αποβάλλ

φαρμάκων στεία του ανταρανές συγκένπεράσει την τμε ουδέτεροτερο από 300

αριακή απέκκΐνες, εάν η σαπό φάρμακη, στεροειδήλά τη φυσιοική διαφόρωρησιμοποιείτδοφλέβια δόσ

ουσιών που ν καθορίζει

άκου λαμβάνκο έκκρισηςρίνεται ενεργπλήρως, ή δεμονάδας ση

μπορεί να οδαι την ανεπαεπειδή καταρυται απολύτων απλή διάχλοφάν), αφούχουν παρατηρση τεχνητού νκή διάλυση.

α στα χοληφόείναι τέτοιετική κυκλοφχρι να μεταβοιση των φαρλονται επειδήτη χολή γίνεταγωνισμού, τντρωσης τηςτιμή 50/1). Το ηλεκτρικό 0 θα αποβλη

κριση, η ηπασύνδεση αυτκα και πολλά, κ.ά.). ολογική ή μην ουσιών ποται συνήθως ση 5 mg/kg,

είναι πτητικκαι το ποσοσ

νεται υπ' όψης είναι μικρόγητικά) και κεν διηθείται ημαίνει πως ε

δηγήσει σε μεαρκή λειτουργείται η κυρως η χρήση χυση των μικύ προηγηθεί ρηθεί σε περνεφρού δεν ε

όρα τριχοειδες ώστε να ευφορία όπου ηολισθεί ή ναρμάκων εκείνή δεν είναι δυται με καταντης μέγιστηςς ουσίας (η σΤα συστήματφορτίο. Τα ηθούν σχεδόν

ατική απέκκρτή είναι αναά φυσιολογικ

η λειτουργίαου είναι γνωση χρωστική

, το 90-100%

κές στη θερμστό που τελι

η η τιμή τηςότερο από τηκατόπιν επακαθόλου, θαεκτός από τη

εγάλη πτώσηργία των νεριότερη οδόςτεχνητού νεκρομοριακώνσύνδεση τουριπτώσεις δηείναι δυνατή

δή και να καυνοείται η εη ηπατική αα απομακρυννων που ιονίυνατή η επανάλωση ενερς ικανότηταςσχέση συγκέτα μεταφοράςμόρια εκείναν αποκλειστι

ριση δεν επηαστρέψιμη. Ηκά συστατικά

α του ήπατοςστό ότι απεκβρωμοσουλ

% της ουσίας

μοκρασία τουικώς θα απο

ς η -α η

η -ς -ν υ -ή,

α----ί-α-

-ς -ς α ι-

-Η ά

ς, κ-λ-ς

υ -

32

βληθεί με τον εκπνεόμενο αέρα. Παράδειγμα τέτοιας ουσίας είναι η παραλδεϋδη, η χρήση της οποίας ως υπνωτικό φάρμακο έχει περιορισθεί λόγω της δυσοσμίας της. Επίσης, η αποβολή της αιθυλικής αλκοόλης στον εκπνεόμενο αέρα αποτελεί τη βάση για ένα πρόχειρο έλεγχο του βαθμού μέθης των οδηγών.

Οδό αποβολής αποτελούν και όλες οι εκκρίσεις του σώματος, όπως ο ιδρώτας, τα δάκρυα, ο σίελος, οι ρινικές εκκρίσεις και το γάλα. Η συμβολή όμως των οδών αυτών στην αποβολή ενός φαρ-μάκου είναι ελάχιστη και στερείται πρακτικής σημασίας με εξαίρεση, ίσως, το γάλα. Σε αυτήν την περίπτωση, ακόμη και ένα πολύ μικρό ποσό φαρμάκου μπορεί να έχει κάποια σημαντική επίπτωση στο νεογνό. Ουσίες με μεγάλη λιποδιαλυτότητα, όπως το DDT και τα πολυχλωριωμέναδιφαινύλια (περιβαλλοντικοί ρύποι), διασπώνται με εξαιρετική βραδύτητα και καθηλώνονται τελικώς στο λιπώδη ιστό, όπου και έχουν ανιχνευθεί σε μεγάλο ποσοστό νεκροτομικών δειγμάτων. Έχει αποδειχθεί, ότι το γάλα, λόγω της περιεκτικότητάς του σε λιπίδια, αποτελεί την κύρια οδό απέκκρισης αυτών των ου-σιών, η οποία αν και αμελητέα μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές τοξικές εκδηλώσεις από το βρέφος. Παράδειγμα αποτελεί το σύνδρομο Yusho (βαριά όψιμη εγκεφαλοπάθεια), η οποία παρατηρήθηκε στην Ιαπωνία, σε περιοχές με χρόνια περιβαλλοντική ρύπανση από πολυαλογονωμέναδιφαινύλια.

Γενικώς, κατά τη διάρκεια της γαλουχίας η μητέρα χάνει συνήθως περιττά κιλά που απέκτησε στην κύηση. Παρατηρείται, δηλαδή, κινητοποίηση του λιπώδους ιστού, με συνέπεια την απελευθέ-ρωση των εναποθηκευμένων εκεί ουσιών.

Μία ακόμη οδός αποβολής φαρμάκων είναι οι εκκρίσεις κατά μήκος του πεπτικού σωλήνα. Η ποσοτική συμβολή της οδού αυτής, όπως στην περίπτωση της χολής, εξαρτάται από την επαναρρό-φηση ή όχι της απεκκρινόμενης ουσίας.

Ενδεικτική βιβλιογραφία

Alcorn J & McNamara PJ. Pharmacokinetics in the newborn. Adv. Drug Delivery Reviews 55:667–686, 2003.

Ansel HC, Allen LV & Popovich NG. Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems (7th ed.). Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins, 2004.

Ayrton A & Morgan P. Role of transport proteins in drug absorption, distribution and excretion. Xe-nobiotica 31:469–497, 2001.

Begley DJ & Brightman MW. Structural and functional aspects of the blood-brain barrier. Prog. Drug Res. 61:39–78, 2003.

Beierle I, Meibohm B & Derendorf H. Gender differences in pharmacokinetics and pharmacodynam-ics. Int. J. Clin. Pharmacol. Ther. 37:529–547, 1999.

Benet LZ. Understanding bioequivalence testing. Transplant. Proc. 31:7S–9S, 1999.

Bertucci C & Domenici E. Reversible and covalent binding of drugs to human serum albumin: meth-odological approaches and physiological relevance. Curr. Med. Chem. 9:1463–1481, 2002.

Bressler R & Bahl JJ. Principles of drug therapy for the elderly patient. Mayo Clin. Proc. 78:1564–1577, 2003.

Briggs GG. Drug effects on the fetus and breast-fed infant. Clin. Obstet. Gyn. 45:6–21, 2002.

Butler T. The distribution of drugs. In: La Du, B.N., Mandel, H.G. and Way, E.L. (eds). Fundamen-tals of Drug Metabolism and Drug Disposition. Melbourne: Krieger Publishing Co., 1979.

Clark DE & Grootenhuis PD. Predicting passive transport in silico—history, hype, hope. Curr. Med. Chem. 3:1193–1203, 2003.

33

Cohn VH. Transmembrane movement of drug molecules. In: B.N.La Du, H.G.Mandel and E.L. Way (eds), Fundamentals of Drug Metabolism and Drug Disposition. Melbourne: Krieger Publish-ing Co., 1979.

Conner SD & Schmid SL. Regulated portals of entry into the cell. Nature 422:37–44, 2003.

de Boer AG, van der Sandt IC & Gaillard PJ. The role of drug transporters at the blood-brain barrier. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 43:629–656, 2003.

Dressman JB & Lennernas H (eds). Oral Drug Absorption: Prediction and Assessment (Drugs and the Pharmaceutical Sciences, vol. 106), New York: Marcel Dekker, 2000.

Evans WE. Pharmacogenomics: marshalling the human genome to individualise drug therapy. Gut 52(Suppl II):ii10–ii18, 2003.

Evans WE & Johnson JA. Pharmacogenomics: the inherited basis for interindividual differences in drug response. Annual Review of Genomics & Human Genetics 2:9–39, 2001.

Garland M. Pharmacology of drug transfer across the placenta. Obstet. Gynecol Clin. North Am. 25:21–42, 1998.

Goldstein DB, Tate S & Sisodiya SM. Pharmacogenetics goes genomic. Nature Reviews Genetics 4:937–947, 2003.

Hendricks BK, Cohen-Gadol AA & Miller JC. Novel delivery methods bypassing the blood-brain and blood-tumor barriers. Neurosurg. Focus 2015;38(3):E10.

Hilal-Dandan R, Brunton LL. Goodman & Gilman’s Manual of Pharmacology and Therapeutics. Second Edition, McGraw-Hill Education, Medical, New York, 2014.

Katzung, B.G. (ed.) Basic & Clinical Pharmacology (12th ed.). New York: McGraw-Hill, 2012.

Kearns GL, Abdel-Rahman SM, Alander SW, Blowey DL, Leeder JS & Kauffman RE. Drug therapy: developmental pharmacology—drug disposition, action, and therapy in infants and children. N. Engl. J. Med. 349:1157–1167, 2003.

Langer R. Drug delivery and targeting. Nature 392(6679 Suppl):5–10, 1998.

Lennard MS. Genetically determined adverse drug reactions involving metabolism. Drug Safety 9:60, 1993.

Meibohm B, Beierle I & Derendorf H. How important are gender differences in pharmacokinetics? Clin. Pharmacokinet. 41:329–342, 2002.

Miyake MM & Bleier BS. The blood-brain barrier and nasal drug delivery to the central nervous sys-tem. Am. J. Rhinol. Allergy 2015 Mar;29(2):124-127.

Okura T, Higuchi K & Deguchi Y. The blood-brain barrier transport mechanism controlling analgesic effects of opioid drugs in CNS. Yakugaku Zasshi 2015;135(5):697-702.

Pandit NK & Soltis RP. Introduction to the Pharmaceutical Sciences: An Integrated Approach, 2nd ed. Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins; 2011.

Pardridge WM. Blood-brain barrier endogenous transporters as therapeutic targets: a new model for small molecule CNS drug discovery. Expert Opin. Ther. Targets 2015; 2:1-14.

Patwardhan B & Vaidya AD. Natural products drug discovery: accelerating the clinical candidate de-velopment using reverse pharmacology approaches". Indian J. Exp. Biol.48 (3): 220–227, 2010.

Rang HP, Dale MM, Ritter JM & Gardner P. Pharmacology (7th ed.). New York: Churchill Living-stone, 2011.

34

Reidenberg MM. Evolving ways that drug therapy is individualized. Clin. Pharmacol. Ther. 74:197–202, 2003.

Sakaeda T, Nakamura T & Okumura K. Pharmacogenetics of MDR1 and its impact on the pharmaco-kinetics and pharmacodynamics of drugs. Pharmacogenomics 4:397–410, 2003.

Saltzman WM. Drug Delivery: Engineering Principles for Drug Therapy. New York: Oxford Univer-sity Press, 2001.

Stanimirovic DB, Bani-Yaghoub M, Perkins M & Haqqani AS. Blood-brain barrier models: in vitro to in vivo translation in preclinical development of CNS-targeting biotherapeutics. Expert Opin. Drug Discov. 2015;10(2):141-155.

Urquhart J. Controlled drug delivery: therapeutic and pharmacological aspects. J. Intern. Med. 248:357–376, 2000.

Waller D & Sampson T. Medical Pharmacology and Therapeutics. 4th Edition, Elsevier, 2014.

Walsh CTR & Schwartz-Bloom RD. Pharmacology: Drug Actions and Reactions (LEVINE), Taylor & Francis, London, New York, 2004.

Walters KA (ed.). Dermatological and Transdermal Formulations (Drugs and the Pharmaceutical Sciences, vol. 119). New York: Marcel Dekker, 2002.

Zhang Y & Benet LZ. The gut as a barrier to drug absorption: combined role of cytochrome P450 3A and P-glycoprotein. Clin. Pharmacokinet. 40:159–168, 2001.

35

Περικλής Παππάς


ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΩΝ ΟΥΣΙΩΝ ΚΑΙ ΑΛΛΩΝ ΞΕΝΟΒΙΟΤΙΚΩΝ 36


2.Ομάδες χημικών αντιδράσεων βιομετατροπής 36

3.Παράγοντες που επηρεάζουν τον μεταβολισμό των φαρμάκων 37

4.Αναστολή του μεταβολισμού των φαρμάκων 39

5.Επιτάχυνση του μεταβολισμού των φαρμάκων – Επαγωγή ενζύμων 40

5.1.Έλεγχος της παρουσίας ή μη επαγωγής 41

6.Βιοχημεία αντιδράσεων του μεταβολισμού των φαρμάκων 42

6.1.Μεταβολική φάση Ι 42

6.1.1.Υδρόλυση 42

6.1.2.Αναγωγή 46

6.1.3.Οξείδωση 48

6.2.Μεταβολική φάση ΙΙ 57

6.2.1.Σύζευξη με γλυκουρονικό οξύ 58

6.2.2.Σύζευξη με θειικό οξύ 62

6.2.3.Μεθυλίωση 64

6.2.4.Ακετυλίωση 66

6.2.5.Σύζευξη με αμινοξέα 68

6.2.6.Σύζευξη με γλουταθειόνη 69


36

Κεφάλαιο 2

ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΩΝ ΟΥΣΙΩΝ ΚΑΙ ΑΛΛΩΝ ΞΕΝΟΒΙΟΤΙΚΩΝ

1.Εισαγωγή Ο ανθρώπινος οργανισμός διαθέτει πολύπλοκα ενζυμικά συστήματα για την απομάκρυνση

ουσιών του φυσικού περιβάλλοντος του ανθρώπου που είναι ξένες προς τον διάμεσο μεταβολισμό (ξενοβιοτικά). Σε αυτήν την κατηγορία ουσιών υπάγονται και τα φάρμακα, επειδή ακριβώς δεν ενσω-ματώνονται στον μεταβολισμό του κυττάρου για την παραγωγή ενέργειας. Η αδρανοποίηση και η απομάκρυνση των φαρμάκων από τον οργανισμό ανήκουν στους μηχανισμούς άμυνας που αναπτύ-χθηκαν κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Οι μηχανισμοί αυτοί παίζουν, επίσης, σημαντικό ρόλο στην απέκκριση ορισμένων φυσιολογικών ουσιών, όπως η χολερυθρίνη και οι ορμόνες.

Από άποψη σπουδαιότητας, το ήπαρ έχει κεντρική θέση στον μεταβολισμό των φαρμάκων. Άλλοι ιστοί στους οποίους μπορεί, επίσης, να αδρανοποιηθεί ένα ξενοβιοτικό είναι ο εντερικός βλεν-νογόνος, οι νεφροί, οι πνεύμονες, το δέρμα, ο πλακούντας και το αίμα (το πλάσμα και τα λευκοκύτ-ταρα). Για φάρμακα που χορηγούνται από το στόμα, σημαντικό ρόλο μπορεί να παίξει και η εντερική χλωρίδα. Ο μεταβολισμός των ξενοβιοτικών οδηγεί κατά κανόνα σε περισσότερο υδατοδιαλυτά πα-ράγωγα, με την προσθήκη ιονιζόμενων ομάδων στο μόριό τους. Εξαιτίας του γεγονότος αυτού οι με-ταβολίτες χάνουν την ικανότητα να διαχέονται παθητικά μέσα από βιολογικές μεμβράνες, απεκκρίνο-νται με ενεργητικούς μηχανισμούς μεταφοράς και δεν επαναρροφώνται από το πρόουρο.

Οι αντιδράσεις βιομετασχηματισμού μπορεί να μεταβολίσουν ένα φάρμακο με τέσσερις τρό-πους:

α) Μετατροπή του ενεργού φαρμάκου σε αδρανή προϊόντα. Είναι η πορεία που συμβαίνει συνήθως. Π.χ., η φαινοβαρβιτάλη (που χρησιμοποιείται ως αντιεπιληπτικό φάρμακο) μεταβάλλεται σε αδρανή υδροξυ-βαρβιτάλη.

β) Μετατροπή ενός ενεργού φαρμάκου σε ενεργό μεταβολίτη. Η αντιδράσεις αυτής της μορφής είναι αρκετά συνηθισμένες. Π.χ., το ακετυλοσαλικυλικό οξύ μετατρέπεται σε σαλικυλικό ο-ξύ, το αντιεπιληπτικό τριμεθαδιόνη σε διμεθαδιόνη και το αναλγητικό φαινακετίνη σε ακεταμινοφαί-νη. Στην ίδια κατηγορία ανήκουν και φάρμακα που βιομετασχηματίζονται σε μόρια με διαφορετική δράση, όπως στην περίπτωση του αντιφλεγμονώδους φαρμάκου φαινυλοβουταζόνη που μετατρέπεται σε οξυφαινοβουταζόνη, η οποία χαρακτηρίζεται από ισχυρή αντιρρευματική δράση και μεγάλο χρόνο ημιζωής. Επίσης, υπάρχουν περιπτώσεις φαρμάκων που μεταβάλλονται δημιουργώντας ενεργούς αλ-λά και αδρανείς μεταβολίτες, όπως στην περίπτωση της ένυδρης χλωράλης που μεταπίπτει στο αδρα-νές τριχλωρο-οξικό οξύ και τη δραστική τριχλωροαιθανόλη.

γ) Μετατροπή ανενεργού φαρμάκου σε ενεργό μεταβολίτη. Τυπικό παραδείγμα αποτελεί το γνωστό αντικαρκινικό φάρμακο κυκλοφωσφαμίδη, η θεραπευτική δράση του οποίου οφείλεται σε μια σειρά προϊόντων που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της οξείδωσής του (4-υδροξυ-φωσφαμίδιο, αλδοφωσφαμίδιο και ακρολεΐνη).

δ) Μετατροπή ενεργού φαρμάκου σε τοξικό μεταβολίτη. Π.χ., οι μεγάλες δόσεις ακεταμι-νοφαίνης (παρακεταμόλης) οδηγούν σε παραγωγή Ν-υδροξυαμιδο-ακεταμινοφαίνης, μιας ουσίας που μεταβολίζεται περαιτέρω προς μια ηπατοτοξική ενδιάμεση ένωση.

2.Ομάδες χημικών αντιδράσεων βιομετατροπής

Οι μεταβολικές αντιδράσεις που συμμετέχουν στη βιομεταροπή των ξενοβιοτικών διακρίνο-νται σε δύο μεγάλες ομάδες:

α) Οξειδώσεις, αναγωγές και υδρολύσεις (Μεταβολική φάση Ι ή Ομάδα Ι). β) Συζεύξεις ή συνθετικές αντιδράσεις (Μεταβολική φάση ΙΙ ή Ομάδα ΙΙ).

37

Το λείο ενδοπλασματικό δίκτυο (μικροσωμάτια) των κυττάρων του ήπατος είναι το σημείο όπου επιτελούνται οι σημαντικότερες αντιδράσεις οξείδωσης και σύζευξης. Αυτό οφείλεται κυρίως στη λιπιδική φύση των μεμβρανών του δικτύου, όπου και εγκλωβίζονται όλες οι λιποδιαλυτές ουσίες κατά τη διέλευσή τους από το ήπαρ. Ένα σημαντικό, επίσης, μέρος των αντιδράσεων επιτελείται στο ηπατικό κυτταρόπλασμα και, σε μικρότερο βαθμό, στα μιτοχόνδρια, τον πυρήνα και τα λυσοσωμάτια (Πίνακας 2.1).

Από τα παραπάνω βγαίνει το συμπέρασμα πως η πρώτη φάση των αντιδράσεων δεν οδηγεί πάντοτε σε αδρανοποίηση ενός φαρμάκου. Συνήθως, πραγματική εξουδετέρωση γίνεται μόνο με τις αντιδράσεις σύζευξης, οι οποίες περιγράφονται ακολούθως. Όμως, στον κανόνα αυτόν υπάρχουν ορι-σμένες πολύ σημαντικές εξαιρέσεις.

3.Παράγοντες που επηρεάζουν τον μεταβολισμό των φαρμάκων Χημική δομή Η χημική δομή καθορίζει την πιθανότερη μεταβολική οδό, καθώς και το βαθμό αδρανοποίη-

σης και αποβολής. Πρέπει να σημειωθεί, ότι η ίδια ουσία μπορεί να ακολουθήσει περισσότερες από μια μεταβολικές οδούς. Το ίδιο ισχύει, επίσης, και για τους μεταβολίτες που θα προκύψουν κατά την πορεία της βιομετατροπής.

Δόση και συχνότητα χορήγησης Η δόση και η συχνότητα χορήγησης του φαρμάκου εμπεριέχουν τη δυνητική πρόκληση κο-

ρεσμού των μεταβολικών οδών, με ενδεχόμενο αποτέλεσμα την επαγωγή των ενεχόμενων ενζύμων. Οδός χορήγησης Ιδιαίτερα με την από του στόματος χορήγηση, επιταχύνεται η μεταβολική αδρανοποίηση ενός

φαρμάκου λόγω της υποχρεωτικής διέλευσης από τον εντερικό βλεννογόνο και το ήπαρ («φαινόμενο αρχικής διάβασης»).

Ατομικοί παράγοντες Πολλοί και διαφορετικοί παράγοντες είναι δυνατόν να επηρεάσουν κατά τρόπο εξατομικευ-

μένο το τελικό φαρμακολογικό αποτέλεσμα: α) Γενετικοί (π.χ., η συγγενής έλλειψη ενός ενζύμου). β) Ασθένειες (ηπατοπάθεια, νεφροπάθεια, ορμονικές διαταραχές). γ) Εγκυμοσύνη (υπερπαραγωγή ενδογενών ορμονών που ακολουθούν τις ίδιες μεταβολικές

οδούς). δ) Ηλικία (σε πολύ νεαρά ή πολύ ηλικιωμένα άτομα, τα ενζυμικά συστήματα μπορεί να εμ-

φανίζουν λειτουργική ανεπάρκεια). ε) Το φύλο (υπάρχουν πολλά παραδείγματα διαφορετικής φαρμακολογικής απόκρισης μεταξύ

γυναικών και ανδρών, χωρίς να ισχύει κάποιος γενικός κανόνας). στ) Εντερική χλωρίδα (καθορίζεται, μεταξύ άλλων, και από τις συνήθειες διατροφής). Περιβαλλοντικοί παράγοντες Οι συνθήκες διαβίωσης και εργασίας μπορεί να επηρεάσουν σημαντικά πολλές λειτουργίες

του οργανισμού, συμπεριλαμβανομένων των μηχανισμών ηπατικής κάθαρσης: α) Ποιότητα τροφής και γενική θρέψη του ατόμου. β) Επιβάρυνση του οργανισμού με ξένες ουσίες (φάρμακα - ναρκωτικά - περιβαλλοντικοί ρύποι) - πιθανή αντίδραση στη φάση της απορρόφησης, της κατανομής και του μεταβολισμού. γ) Προηγηθείσα αναστολή ή επαγωγή των κυριότερων ενζύμων.

38

Πίνακας 2.1. Είδη αντιδράσεων μεταβολισμού φαρμάκων και υποκυτταρική εντόπιση.

ΕΙΔΟΣ ΑΝΤΙ-ΔΡΑΣΗΣ

ΕΝΖΥΜΟ

ΕΝΤΟΠΙΣΗ

ΦΑΣΗ Ι

Υδρόλυση Εστεράση των καρβοξυλίων Πεπτιδάση Υδρολάση των εποξειδίων

μικροσωμάτια, κυτταρόπλασμα αίμα, λυσοσωμάτια μικροσωμάτια, κυτταρόπλασμα

Αναγωγή

Αζω- & νιτρο-αναγωγή Καρβονυλική αναγωγή Δισουλφιδική αναγωγή Σουλφοξυδική αναγωγή κινονινική αναγωγή αναγωγική αποαλογόνωση

μικροχλωρίδα εντέρου, μικροσω-μάτια κυτταρόπλασμα κυτταρόπλασμα κυτταρόπλασμα κυτταρόπλασμα κυτταρόπλασμα, μικροσωμάτια

Οξείδωση

Αλκοολική αφυδρογονάση Αλδεϋδική αφυδρογονάση Αλδεϋδική οξειδάση Ξανθινοξειδάση Μονοαμινοξειδάση Διαμινοξειδάση Συνθετάση προσταγλανδίνης ΗΦλαβο-μονοξειδάσες Κυτόχρωμα P-450

κυτταρόπλασμα μιτοχόνδρια κυτταρόπλασμα κυτταρόπλασμα κυτταρόπλασμα μιτοχόνδρια κυτταρόπλασμα μικροσωμάτια μικροσωμάτια

ΦΑΣΗ ΙΙ

Γλυκουρονίδωση

Γλυκουρονοσυλτρανσφεράσες

μικροσωμάτια

Σουλφούρωση

Σουλφοτρανσφεράσες

κυτταρόπλασμα

Σύνδεση με γλου-ταθειόνη

Γλουταθειονοτρανσφεράσες

κυτταρόπλασμα

Σύνδεση με αμι-νοξέα

Ένζυμα διάμεσου μεταβολι-σμού

μικροσωμάτια

Ακετυλίωση

Ακετυλοτρανσφεράσες

μιτοχόνδρια, μικροσωμάτια

Μεθυλίωση

Μεθυλοτρανσφεράσες μιτοχόνδρια, κυτταρόπλασμα

39

4.Αναστολή του μεταβολισμού των φαρμάκων

Υπό φυσιολογικές συνθήκες, ο ρυθμός σύνθεσης ενός ενζύμου είναι ανάλογος με τον ρυθμό του καταβολισμού του. Υπάρχουν, όμως, καταστάσεις που χαρακτηρίζονται από μια γενική ελάττωση της πρωτεϊνοσύνθεσης, έτσι ώστε τελικά να προκύπτει και ελαττωμένη διαθεσιμότητα των πρωτεϊνών εκείνων που έχουν ενζυμική δραστικότητα. Επειδή το ήπαρ παίζει σημαντικό ρόλο, τόσο στην πρωτε-ϊνοσύνθεση όσο και στον μεταβολισμό φαρμάκων, ανεπάρκεια αυτού του οργάνου οδηγεί κατά κανό-να σε μειωμένο μεταβολισμό των φαρμάκων. Σε ανάλογο αποτέλεσμα οδηγεί και ο υποσιτισμός, ό-που όλες οι φυσιολογικές ηπατικές λειτουργίες επιβραδύνονται.

Απαραίτητη προϋπόθεση για την κατάλυση μιας ενζυμικής αντίδρασης είναι η δυνατότητα σύνδεσης του ενζύμου με το υπόστρωμα. Επομένως, κάθε παράγοντας που παρεμβαίνει σε αυτήν τη σύνδεση οδηγεί, επίσης, και σε ελάττωση του ρυθμού της ενζυμικής αντίδρασης.

Η ελάττωση του ρυθμού της ενζυμικής αντίδρασης ονομάζεται «συναγωνιστική αναστολή» όταν ο παράγοντας που παρεμβαίνει:

-Είναι μια ουσία που μπορεί η ίδια να αποτελέσει υπόστρωμα ενζυμικής αντίδρασης (π.χ., η μεταχολίνη ανταγωνίζεται την ακετυλχολίνη για το ενεργό κέντρο της χολινεστεράσης).

-Είναι μια ουσία που δεν μεταβολίζεται από το ένζυμο, αλλά παρ’όλα αυτά λόγω της χημικής της δομής συνδέεται με το ενεργό κέντρο του ενζύμου (π.χ., η αμφεταμίνη συνδέεται με τη μονοαμι-νοξειδάση, αν και δεν μεταβολίζεται από αυτό το ένζυμο).

Η συναγωνιστική αναστολή μπορεί να καταργηθεί, επειδή η σύνδεση του αναστολέα με το ένζυμο είναι αναστρέψιμη. Μια αρκετά μεγάλη συγκέντρωση του υποστρώματος θα απομακρύνει τον αναστολέα, βάσει του νόμου δράσης των μαζών.

Υπάρχουν περιπτώσεις όπου ο αναστολέας δεν μοιάζει με το υπόστρωμα, και γι' αυτό συνδέ-εται με το ενζυμικό μόριο σε σημείο άλλο από το ενεργό κέντρο. Η σύνδεση αυτή προκαλεί «μη συ-ναγωνιστική αναστολή». Πολλά βαρέα μέταλλα, όπως ο υδράργυρος, ο μόλυβδος και το αρσενικό, καθώς και τα οργανοφωσφορικά εντομοκτόνα, είναι τυπικοί αναστολείς αυτής της κατηγορίας. Επει-δή ακριβώς ο αναστολέας και το φυσικό υπόστρωμα συνδέονται με διαφορετικά σημεία του πρωτεϊ-νικού μορίου, περίσσεια του υποστρώματος δεν μπορεί να απομακρύνει τον αναστολέα. Η μη συνα-γωνιστική αναστολή μπορεί να είναι αντιστρεπτή ή όχι. Στη δεύτερη περίπτωση, η ενζυμική δραστι-κότητα θα αποκατασταθεί στο φυσιολογικό επίπεδο μόνο εφόσον συντεθεί νέο ποσό ενζυμικής πρω-τεΐνης.

Όπως ήδη αναφέρθηκε, τα ένζυμα του μεταβολισμού των φαρμάκων είναι κυρίως λιποπρω-τεΐνες ενσωματωμένες μέσα στο μεμβρανικό τοίχωμα του λείου ενδοπλασματικού δικτύου. Προϋπό-θεση για την εμφάνιση ενζυμικής δραστικότητας είναι η πρόσβαση του υποστρώματος στο ενεργό κέντρο των ενζύμων. Ουσίες που μεταβάλλουν τη ρευστότητα και γενικά τις φυσικοχημικές ιδιότητες της μικροσωμιακής μεμβράνης μπορούν να επηρεάσουν έμμεσα τον μεταβολισμό των ξένων ουσιών. Με αυτόν το τρόπο δρα η προαδιφαίνη (SKF 525A ή β-διαιθυλαμινο-αιθυλο-διφαινυλο-προπυλοξεικό οξύ), η οποία αναστέλλει όλες σχεδόν τις αντιδράσεις που καταλύονται από τα μικρο-σωμιακά ένζυμα.

Ένας άλλος σημαντικός αναστολέας του μεταβολισμού φαρμάκων είναι η δισουλφιράμη, η οποία επειδή αναστέλλει την αλδεϋδική αφυδρογονάση έχει εισαχθεί στη θεραπεία των χρόνιων αλ-κοολικών. Η αναστολή οφείλεται στον ανταγωνισμό της δισουλφιράμης με το NAD που είναι συνέν-ζυμο της αλδεϋδικής αφυδρογονάσης. Εκτός από αυτή την ειδική δράση, η δισουλφιράμη επηρεάζει και τα μικροσωμιακά ένζυμα, προφανώς λόγω των φυσικοχημικών μεταβολών που επιφέρει στις μεμβράνες του ενδοπλασματικού δικτύου. Άλλες ουσίες με γνωστή ανασταλτική επίδραση στα ηπα-τικά ενζυμικά συστήματα του ανθρώπου που μεταβολίζουν ξενοβιοτικά είναι η αλλοπουρινόλη, η ισονιαζίδη και η χλωραμφαινικόλη.

Η ενζυμική αναστολή έχει φαρμακολογική σημασία και για άλλα ένζυμα, εκτός από εκείνα που μεταβολίζουν φάρμακα και εν γένει ξενοβιοτικά. Σε μερικές παθολογικές καταστάσεις, η ανα-στολή συγκεκριμένων ενζυμικών αντιδράσεων έχει ευεργετικό αποτέλεσμα και ο αναστολέας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως φάρμακο. Στις περιπτώσεις αυτές, ο υποδοχέας του φαρμάκου είναι ένα ένζυ-

40

μο. Στην πράξη, χρησιμοποιούνται σήμερα διάφοροι αναστολείς της χολινεστεράσης, της μονοαμινο-ξειδάσης, της καρβονικής ανυδράσης, της ξανθινοξειδάσης, της κυκλοξυγενάσης κ.ά.

5.Επιτάχυνση του μεταβολισμού των φαρμάκων – Επαγωγή ενζύμων

Αρκετά ξενοβιοτικά προκαλούν αύξηση της ενζυμικής δραστικότητας των ενζύμων που σχε-τίζεται με τον μεταβολισμό ξένων ουσιών. Το φαινόμενο αυτό έχει μελετηθεί κυρίως στο ήπαρ, αλλά υπάρχουν πολλές ενδείξεις ότι συμβαίνει και σε άλλους ιστούς που διαθέτουν τα ανάλογα ένζυμα. Ουσίες που προκαλούν αύξηση των μικροσωμιακών ενζύμων μπορεί να είναι φάρμακα, εντομοκτόνα, προσθετικά των τροφίμων, καλλυντικά, καρκινογόνα, ή άλλες τοξικές ουσίες του περιβάλλοντος. Προς το παρόν, δεν φαίνεται να υπάρχει κάποια συσχέτιση ανάμεσα στις φαρμακολογικές και χημι-κές ιδιότητες των ουσιών αυτών και στην ικανότητά τους να διεγείρουν τον μικροσωμιακό μεταβολι-σμό. Η μόνη, ίσως, κοινή ιδιότητα που έχουν είναι η μεγάλη λιποδιαλυτότητα, η οποία είναι μάλλον αναμενόμενη δεδομένης της λιπιδικής φύσης των μεμβρανών του ενδοπλασματικού δικτύου.

Η αύξηση της ενζυμικής δραστικότητας πιστεύεται πως οφείλεται σε «de novo» σύνθεση των αντιστοίχων ενζύμων, δηλαδή είναι γνήσια επαγωγή. Αν και ο κατάλογος των επαγωγέων είναι ατε-λείωτος, οι ερευνητές έχουν ασχοληθεί περισσότερο με τη φαινοβαρβιτάλη και τους καρκινογόνους πολυκυκλικούς υδρογονάνθρακες του τύπου του βενζοπυρενίου. Το βενζοπυρένιο προκαλεί κυρίως αύξηση του κυτοχρώματος P-450 και, κατά συνέπεια, επιταχύνει όλες τις αντιδράσεις υδροξυλίωσης. Η φαινοβαρβιτάλη και οι άλλοι επαγωγείς της ομάδας αυτής, εκτός από τις αντιδράσεις υδροξυλίω-σης, αυξάνουν σημαντικά όλα τα στάδια των φάσεων Ι και ΙΙ. Επίσης, προκαλούν υπερτροφία των ηπατοκυττάρων, υπερπλασία του λείου ενδοπλασματικού δικτύου, καθώς και αύξηση της παραγωγής και έκκρισης χολής.

Οι μεταβολές αυτές δείχνουν ότι αυξάνεται συνολικά η πρωτεϊνοσύνθεση στο ήπαρ. Η άποψη αυτή ενισχύεται και από την παρατήρηση πως η δράση της φαινοβαρβιτάλης αναστέλλεται με ταυτό-χρονη χορήγηση πουρομυκίνης (αναστολή πρωτεϊνοσύνθεσης σε επίπεδο ριβοσωμάτων) ή ακτινομυ-κίνης (αναστολή πρωτεϊνοσύνθεσης σε επίπεδο μεταγραφής του DNA από την RNA-πολυμεράση). Επίσης, οι ανωτέρω αναστολείς δεν έχουν καμία επίδραση σε ομογενοποιήματα in vitro, αλλά απαι-τούν άθικτα κύτταρα.

Ο χρόνος που περνάει από τη χορήγηση του επαγωγέα μέχρι την εμφάνιση αυξημένων επιπέ-δων ενζύμων ανταποκρίνεται στις χρονικές απαιτήσεις για την έναρξη σύνθεσης νέων πρωτεϊνικών μορίων (2-3 ώρες). Εκτός από τη φαινοβαρβιτάλη, άλλα παραδείγματα φαρμάκων με γνωστές επαγω-γικές ιδιότητες για τον άνθρωπο είναι η φαινυτοΐνη, η σπειρονολακτόνη, η γκριζεοφουλβίνη, η ριφα-μπικίνη, η χλωροκυκλιζίνη κ.ά.

Ο ακριβής μηχανισμός της επαγωγής δεν είναι γνωστός. Φαίνεται πως πρόκειται για κάποια μη ειδική απάντηση του οργανισμού, δεδομένης της τεράστιας ποικιλίας των επαγωγέων από άποψη χημικής δομής. Αν και άλλες εκδοχές δεν μπορούν ακόμη να αποκλεισθούν, είναι πιθανό ότι οι επα-γωγείς δρουν απευθείας στο ήπαρ ή στα άλλα όργανα που εμφανίζουν ενζυμική αύξηση. Η επαγωγι-κή δράση διατηρείται ακόμη και σε υποφυσεκτομηθέντα και επινεφριδεκτομηθέντα ζώα, καθώς και σε καλλιέργειες ηπατοκυττάρων, παρατηρήσεις που υποδηλώνουν ότι το φαινόμενο της επαγωγής δεν απαιτεί παρουσία ορμονών.

Όταν η χορήγηση του επαγωγέα διακοπεί, τα επίπεδα των ενζύμων επιστρέφουν σταδιακά στις φυσιολογικές τους τιμές. Το φαινόμενο αυτό εξαρτάται από τη φύση του επαγωγέα και, συνή-θως, απαιτεί 3-4 ημέρες. Όταν πρόκειται, όμως, για πολύ λιποδιαλυτή ουσία που εναποτίθεται στον λιπώδη ιστό, η επίδρασή της μπορεί να ασκείται ακόμη και για εβδομάδες, καθώς μικρά ποσά ελευ-θερώνονται και κυκλοφορούν στο αίμα. Αυτό έχει παρατηρηθεί, π.χ., με εντομοκτόνα, όπως το DDT, που είναι αλογονωμένοι υδρογονάνθρακες με μεγάλη λιποδιαλυτότητα.

Η επαγωγή των ηπατικών ενζύμων έχει και πρακτική σημασία, δεδομένου ότι η ταυτόχρονη χορήγηση πολλών και διαφόρων φαρμάκων («πολυφαρμακία») είναι συνηθισμένη στην καθημερινή πράξη. Π.χ., η φαινοβαρβιτάλη επηρεάζει σημαντικά τον μεταβολισμό της δικουμαρόλης (αντιπηκτι-

41

κό). Η απαιτούμενη δόση δικουμαρόλης για τη διατήρηση του χρόνου προθρομβίνης σε σχετικά υψη-λά επίπεδα αυξάνεται αν χορηγείται ταυτόχρονα και φαινοβαρβιτάλη. Στη συνέχεια, η διακοπή της φαινοβαρβιτάλης θα οδηγήσει σε μεγάλη αύξηση του χρόνου προθρομβίνης, επειδή και το επίπεδο της δικουμαρόλης στο πλάσμα θα είναι πολύ υψηλό. Αυτός ο ανταγωνισμός στο επίπεδο του μικρο-σωμιακού μεταβολισμού μπορεί να προκαλέσει ακόμη και τον θάνατο από εσωτερική αιμορραγία, εάν διακοπεί η χορήγηση της φαινοβαρβιτάλης και εξακολουθήσει η αγωγή με το ίδιο δοσολογικό σχήμα δικουμαρόλης.

Άλλωστε, για φάρμακα που η αποτελεσματικότητα ή η τοξικότητά τους εξαρτάται από τη δημιουργία κάποιου μεταβολίτη, η επαγωγή των μικροσωμιακών ενζύμων μπορεί να αυξήσει την α-ποτελεσματικότητα ή την τοξικότητά τους.

Εκτός από τα φάρμακα, διάφορες περιβαλλοντικές ουσίες μπορούν να επιδράσουν στον με-ταβολισμό των μικροσωμάτων. Οι χρόνιοι αλκοολικοί έχουν αναπτυγμένη αντοχή σε πολλά φάρμακα (αντιδιαβητικά, ηρεμιστικά, κ.ά.), γεγονός που αποδίδεται στην επαγωγή των μικροσωμιακών ενζύ-μων από την αιθανόλη.

Ο καπνός τσιγάρων περιέχει, εκτός από τη νικοτίνη, και διάφορους πολυκυκλικούς υδρογο-νάνθρακες (βενζοπυρένιο κ.ά.). Στα πειραματόζωα, όλες αυτές οι ουσίες επιτείνουν τον μεταβολισμό τους, καθώς και τον μεταβολισμό διαφόρων φαρμάκων. Στον άνθρωπο, έχει βρεθεί ότι προκαλούν επαγωγή των ενζύμων υδροξυλίωσης του πλακούντα, καθώς, επίσης, και ορισμένων ενζύμων του ήπατος.

Η επίδραση των διαφόρων επαγωγέων στα ηπατικά ένζυμα του ενδοπλασματικού δικτύου δεν είναι άμοιρη συνεπειών και για τις διάφορες ενδογενείς ουσίες που μεταβολίζονται από τα ίδια ένζυμα. Έχει βρεθεί πως επηρεάζεται σημαντικά ο μεταβολισμός των στεροειδών ορμονών, της χο-λερυθρίνης, της χοληστερόλης, της θυροξίνης, των πουρινών, κ.ά. Με βάση αυτές τις παρατηρήσεις έχουν γίνει προσπάθειες θεραπευτικής αντιμετώπισης ορισμένων παθολογικών καταστάσεων με απλή επαγωγή των μικροσωμιακών ενζύμων. Ενθαρρυντικά αποτελέσματα είχε η χορήγηση φαινοβαρβιτά-λης στην ελάττωση της υπερχολερυθριναιμίας που παρατηρείται κατά τον αιμολυτικό ίκτερο των νε-ογνών, ιδιαίτερα όταν το φάρμακο δινόταν στη μητέρα κατά τις δύο τελευταίες εβδομάδες της κύη-σης. Πρέπει να τονισθεί πως οι προσπάθειες αυτές βρίσκονται ακόμη στο θεωρητικό επίπεδο, επειδή δεν γνωρίζουμε τους δυνητικούς κινδύνους που ενέχει η χρήση των φαρμάκων ως επαγωγέων.

5.1.Έλεγχος της παρουσίας ή μη επαγωγής Ο προσδιορισμός της επαγωγικής ικανότητας ενός φαρμάκου, ή μίας ξένης ουσίας γενικότε-

ρα, μπορεί να γίνει με απλό τρόπο στα πειραματόζωα. Μετά τη χορήγηση της ελεγχόμενης ουσίας, μετριέται το επίπεδο των ηπατικών ή άλλων ενζύμων που συμμετέχουν στο μεταβολισμό των φαρμά-κων. Για τον άνθρωπο, έχει χρησιμοποιηθεί η ηπατική βιοψία για τον ίδιο σκοπό. Αυτή μπορεί να γίνει εξωτερικά (με βελόνα αναρρόφησης) ή εσωτερικά (λήψη μικρού τμήματος ηπατικού παρεγχύ-ματος κατά τη διάρκεια εγχείρησης). Επειδή η ηπατική βιοψία περικλείει αρκετούς κινδύνους, έχουν προταθεί διάφορες άλλες έμμεσες μέθοδοι:

α) Χρόνος υποδιπλασιασμού της αντιπυρίνης: Η αντιπυρίνη είναι ένα φάρμακο με ομοιο-γενή κατανομή στον οργανισμό, το οποίο δεν συνδέεται σε σημαντικό βαθμό με πρωτεΐνες. Ο χημι-κός προσδιορισμός της στο πλάσμα είναι σχετικά απλός και δίνει μια καλή εικόνα της μεταβολικής ικανότητας του ήπατος, επειδή ελάχιστο μόνο μέρος του φαρμάκου απεκκρίνεται αναλλοίωτο από τους νεφρούς.

β) 6β-Υδροξυκορτιζόλη: Τα φάρμακα που διεγείρουν τον μεταβολισμό ξένων ουσιών στο ήπαρ, διεγείρουν, επίσης, και την υδροξυλίωση των στεροειδών ορμονών. Σε περιπτώσεις επαγωγής, το υδροξυλιωμένο παράγωγο της κορτιζόλης (6β-υδροξυκορτιζόλη) εκκρίνεται σε μεγαλύτερο βαθμό στα ούρα. Η εκτίμηση γίνεται σε συσχετισμό με το ολικό εκκρινόμενο ποσό των 17-υδροξυκορτικοστεροειδών, ο μεταβολισμός των οποίων δεν μεταβάλλεται μετά από τυχόν χορήγηση επαγωγέων.

γ) D-Γλυκαρικό οξύ: Αποτελεί τελικό προϊόν στον μεταβολισμό του γλυκουρονικού οξέος. Σε περίπτωση επαγωγής, το ποσό του στα ούρα 24ώρου μπορεί να τετραπλασιασθεί. Αυτό υποδηλώ-

42

νει αυξημένη ροή μέσω της γλυκουρονικής οδού και συνεπώς αυξημένη γλυκουρονιδοποίηση. Επί πλέον, αντανακλά και το επίπεδο του κυτοχρώματος P-450, επειδή τα φάρμακα εκείνα που επάγουν τη γλυκουρονιδοποίηση ασκούν, κατά κανόνα, την ίδια επίδραση και στα ένζυμα υδροξυλίωσης.

δ) Αλδεϋδική αφυδρογονάση: Η ηπατική αλδεϋδική αφυδρογονάση του κυτταροπλάσματος, αυξάνεται σημαντικά μετά από χορήγηση επαγωγέων. Επειδή πρόκειται για διαλυτό κυτταροπλασμα-τικό ένζυμο, ένα μέρος περνά στο πλάσμα, όπου μπορεί και να ανιχνευθεί με ευαίσθητες φθοριοφω-τομετρικές μεθόδους.

ε) γ-Γλουταμική τρανσπεπτιδάση: Ο ρόλος αυτού του ενζύμου στον μεταβολισμό ξένων ουσιών δεν είναι σαφής. Το επίπεδό του, παρ’όλα αυτά, αυξάνεται και στο ήπαρ και στο πλάσμα μετά από χορήγηση επαγωγέων.

Όλες αυτές οι μέθοδοι που αναφέρθηκαν υστερούν σημαντικά από άποψη ευαισθησίας στους διάφορους επαγωγείς. Δυστυχώς, δεν υπάρχει ακόμη κάποια αξιόπιστη έμμεση μέθοδος που να καθο-ρίζει με ακρίβεια τον βαθμό επαγωγής του μεταβολισμού φαρμάκων στον άνθρωπο.

6.Βιοχημεία αντιδράσεων του μεταβολισμού των φαρμάκων

6.1.Μεταβολική φάση Ι

Η φάση αυτή, όπως αναφέρεται και στον Πίνακα 2.1, περιλαμβάνει αντιδράσεις υδρόλυσης, αναγωγής και οξείδωσης. Αποτέλεσμα των αντιδράσεων αυτών (Πίνακας 2.2) είναι η εισαγωγή ή η αντικατάσταση στο μόριο της ξενοβιοτικής ουσίας κάποιας από τις ακόλουθες πολικές ομάδες: -OH, -COOH, -NH2, -SH, αυξάνοντας σε ένα βαθμό την υδροφιλικότητα της ουσίας. Οι χαρακτηριστικές αυτές ομάδες αποτελούν, συνήθως, τα σημεία δράσης της μεταβολικής Φάσης ΙΙ.

6.1.1.Υδρόλυση

Κύριες μορφές ενζύμων που καταλύουν τέτοιες αντιδράσεις είναι η εστεράση των καρβοξυ-λίων, η πεπτιδάση και υδρολάση των εποξειδίων.

Εστεράσες των καρβοξυλίων. Οι ουσίες που υδρολύονται με τη βοήθεια των εστερασών αυτών περιέχουν στο μόριό τους δραστικές ομάδες, όπως καρβοξυλικούς και φωσφορικούς οξικούς εστέρες (π.χ., προκαΐνη και παραοξόν), αμίδιο (π.χ, προκαϊναμίδη), θειοεστέρα (π.χ., σπειρονολακτό-νη) και οξικό ανυδρίτη (π.χ., δι-ισοπροπυλ-φθοροφωσφορικό άλας).

Συνήθως, ο προσδιορισμός των επιπέδων των καρβοξυλικών εστερασών αποτελούν γνώμονα τόσο της διάρκειας όσο και του σημείου δράσης πολλών φαρμακευτικών ουσιών. Π.χ., η προκαΐνη, ένας όξινος καρβοξυλικός εστέρας, χρησιμοποιείται στη θεραπευτική ως τοπικό αναισθητικό εξαιτίας της ταχείας υδρόλυσής της από την αντίστοιχη εστεράση του πλάσματος. Αντίθετα, η προκαϊναμίδη, το αμιδικό ανάλογο της προκαΐνης, χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις καρδιακής αρρυθμίας, αφού ε-ξαιτίας της πιο αργής υδρόλυσής της μπορεί να εισέλθει στη συστηματική κυκλοφορία Η διάρκεια δράσης του μυοχαλαρωτικού σουκινυλοχολίνη μπορεί να εκτιμηθεί ανιχνεύοντας τα επίπεδα της α-ντίστοιχης εστεράσης (ψευδοχολινεστεράση) του πλάσματος. Σε άτομα με γενετική έλλειψη του εν-ζύμου αυτού (περίπου 2% των καυκάσιων), η σουκινυλοχολίνη προκαλεί παρατεταμένη μυοχάλαση και άπνοια από την παράλυση των αναπνευστικών μυών.

ΠΠίνακας 2.2αα. Αντιδράσεις

43

φάσης Ι του μ

μεταβολισμού φαρμάκων: ΟΟξειδώσεις.

δρολμου τον

πνεύανιχ

ξυλι

(πουπου που νταισες εστεεστενης,στηντης διασστοι

της ταβισφοδιέγτυλχπου

Π

Εκτός αλύουν τα οργενισχύουν τοργανισμό α

Οι εστερύμονες, καθώχνευτεί στο κ

Στο ήπαικής εστεράσ

Το σύστυ έχει σημανδίνουν με ουδρολύουν ι από τις ουσπου δεν αντεράσες Α καεράσες, οι ορ σχηματίζονν περίπτωσησερίνης, καισπαστεί σε υιχειομετρικά

Ο μηχανακετυλοχολιιβαστική δράρικά εντομοερση των χοχολινεστεράσπεριέχουν ο

Πίνακας 2.2β

Πίνακας 2.2γ

από φάρμακαγανοφωσφορτο τοξικό αποαπό τα εντομράσες των καώς και αίμα -κυτταρόπλασαρ των θηλασης (ο ακριβήτημα κατάτατική πρακτικοργανοφωσφοργανοφωσφσίες αυτές. Στιδρούν με ται Β είναι ηργανοφωσφοντας έναν φ των εστεραι σχηματίζουυδατικό περιβά με τις Β-εστνισμός τοξικινεστεράσηςάση της ακετκτόνα (π.χ., ολινεργικών νση είναι ανάι Β-εστεράσ

β. Αντιδράσεις

γ. Αντιδράσεις

α και γενικότρικά εντομοκοτέλεσμα τωοκτόνα. αρβοξυλίων - ερυθροκύττσμα και κυρίωστικών, τα μής αριθμός γαξης και συσκή σημασία γφορικές ουσίφορικές ουσίΣτην κατηγορτα οργανοφωη παρουσία ορικές ενώσεωσφοθειϊκό σών της κατυν έναν ισχυρβάλλον. Με τεράσες και τκής δράσης τ, μιας εστεράτυλχολίνης. Άπαραθείο) πνευρώνων. Ηάλογη του βαες.

44

ς φάσης Ι του μ

φάσης Ι του μ

τερα ξενοβιοκτόνα. Έτσι,ων εντομοκτό

παρουσιάζουταρα και πλάως στο ενδοπμικροσωμάτιγια κάθε είδοστηματικής ογια την Τοξιίες. Έτσι, στίες, ενώ στηνρία, τέλος, τωωσφορικά ενκυστεΐνης (εις αντιδρούνδεσμό που

τηγορίας Β, ορό δεσμό φωαυτόν τον ττις αναστέλλτων οργανοφάσης που πεΆλλωστε, ταπροσομοιάζουΗ ομοιοπολικαθμού σύνδε

μεταβολισμού

μεταβολισμού φ

οτικές ουσίε, οι ουσίες πόνων, ενώ όσ

υν ευρεία ιστάσμα). Επίσηπλασματικό δια περιέχουνος θηλαστικοονοματολογίαικολογία), έχτην κατηγορίν κατηγορία ων Γ-εστεραντομοκτόνα. (Α), αντί γιαν με τη σουλεύκολα διαοι οργανοφωωσφόρου-οξυτρόπο, οι οργλουν. φωσφορικών ριέχει σερίνηα συμπτώματυν με τυπικήκή σύνδεση εσής τους με

φαρμάκων: Α

φαρμάκων: Υδ

ς, οι εστεράπου αναστέλλσες επάγουν

τική κατανομης, υψηλά επδίκτυο (μικρν τουλάχιστού είναι ακόμας των εστερχει βασιστεί σία των Α-εσΒ-εστερασώ

ασών συμπερΗ κυριότερηα σερίνη (Βλφυδρυλική σπάται παροσφορικές ενυγόνου, ο οπγανοφωσφορ

εντομοκτόνη και η οποίατα της δηλητή «χολινεργικτων οργανοφε το δραστικό

Αναγωγές.

Υδρολύσεις.

άσες των καρλουν τη δράτο ένζυμο π

μή (ήπαρ, νεπίπεδα του ενροσωμάτια). ον ένα ισοένμη υπό διερεύρασών των κστο είδος τηστερασών ανών αυτές πουριλαμβάνονταη διαφορά αΒ). Φαίνεται ομάδα (-SHουσία ύδατονώσεις επιδροποίος δύσκολρικές ενώσει

νων αφορά τία τερματίζειτηρίασης απόκή κρίση» αφωσφορικώνκό κατάλοιπο

ρβοξυλίων υση του ενζύροστατεύουν

εφροί, όρχειςνζύμου έχουν

νζυμο καρβούνηση). καρβοξυλίωνς αντίδρασηςνήκουν αυτέςυ αναστέλλοαι οι εστεράανάμεσα στιςότι στις Α

) της κυστεΐος. Αντίθεταούν στο –ΟΗλα μπορεί νας συνδέοντα

ην αναστολήι τη νευρομεό οργανοφωαπό την υπερν με την ακεο της σερίνης

--ν

ς, ν

-

ν ς ς -ά-ς

Α-ΐ-α, Η α αι

ή ----ς

45

Πεπτιδάσες. Με την έλευση της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA, μεγάλος αριθμός πεπτιδίων συντέθηκαν και παρασκευάστηκαν προκειμένου να χρησιμοποιηθούν στη θεραπευτική ως φάρμακα, ορμόνες, αυξητικοί παράγοντες, κυτταροκίνες κ.ά. Προκειμένου να αποφευχθεί η όξινη καθίζηση και η πρωτεολυτική αποικοδόμησή τους στο γαστρεντερικό σύστημα, τα πεπτίδια χορηγού-νται παρεντερικά. Τα πεπτιδικής μορφής φάρμακα υδρολύονται στο αίμα, αλλά και στους ιστούς, από πληθώρα πεπτιδασών, όπως οι αμινοπεπτιδάσες και καρβοξυπεπτιδάσες, οι οποίες υδρολύουν αμινο-ξέα στο Ν- και C-τελικό άκρο, αντίστοιχα. Ανάλογη δράση εμφανίζουν και οι ενδοπεπτιδάσες, οι ο-ποίες διασπούν τα πεπτίδια σε συγκεκριμένα σημεία και θέσεις (π.χ., η θρυψίνη διασπά πεπτίδια στη C-τελική θέση κατάλοιπου αργινίνης ή λυσίνης).

Όπως και στην περίπτωση των εστερασών των καρβοξυλίων, το ενεργό κέντρο των πεπτιδα-σών περιλαμβάνει ένα κατάλοιπο είτε σερίνης είτε κυστεΐνης, το οποίο ενεργοποιεί την πυρηνόφιλη σύνδεση στο καρβονυλικό τμήμα του αμιδικού δεσμού. Τέλος, ο μηχανισμός κατάλυσης από την πρωτεάση της σερίνης (π.χ., χυμοθρυψίνη) είναι παρόμοιος με αυτόν της αντίστοιχης καρβοξυλικής εστεράσης της σερίνης (Β-εστεράσες).

Υδρολάσες των εποξειδίων. Η υδρολάση των εποξειδίων καταλύει την trans-προσθήκη ύ-δατος σε εποξείδια αρυλίων ή αλκυλίων που σχηματίζονται ύστερα από την επίδραση του κυτοχρώ-ματος P-450 σε αλειφατικά αλκύλια ή αρωματικά αρύλια. Τα προϊόντα αυτής της υδρόλυσης είναι trans-1,2-διυδροδιόλες. Η υδρολάση των εποξειδίων παίζει σημαντικότατο ρόλο στην πορεία αποτο-ξίνωσης από ηλεκτρονιόφιλα εποξείδια, τα οποία διαφορετικά θα αντιδρούσαν με πρωτεΐνες και πυ-ρηνικά οξέα προκαλώντας κυτταροτοξικότητα και βλάβες στο γενετικό υλικό.

Αν και υπάρχουν διαφορές από ιστό σε ιστό, η υδρολάση των εποξειδίων έχει ανιχνευτεί σε πολλά όργανα, συμπεριλαμβανομένων του ήπατος, των νεφρών, των πνευμόνων, του δέρματος, του σπλήνα, του εγκεφάλου και της καρδιάς. Στα περισσότερα από αυτά, η δραστικότητα της υδρολάσης των εποξειδίων βαίνει παράλληλα με τη δραστικότητα του κυτοχρώματος P-450, διασφαλίζοντας, έτσι, την απομάκρυνση των εποξειδίων που σχηματίζονται στις αντιδράσεις οξείδωσης.

Έχουν ανιχνευτεί τρεις διαφορετικές μορφές εποξειδικών υδρολασών, δύο που εντοπίζονται στο ενδοπλασματικό δίκτυο και μια τρίτη μορφή στο κυτταρόπλασμα. Εκτός από τη μια μικροσωμια-κή μορφή που υδρολύει ειδικά ένα εποξείδιο της χοληστερόλης, οι άλλες δύο (μικροσωμιακή και κυτταροπλασματική) αποτελούν εκφράσεις διαφορετικών γονιδίων με αρκετά διαφοροποιημένη συγ-γένεια υποστρωμάτων. Βασικό χαρακτηριστικό διαφοροποίησης των δύο αυτών μορφών αποτελεί το είδος των προϊόντων υδρόλυσης του οξειδίου του στιλβενίου. Συγκεκριμένα, στην περίπτωση της μικροσωμιακής υδρολάσης έχουμε τον εκλεκτικό σχηματισμό του cis-ισομερούς σε pH 9,0, ενώ στην περίπτωση της κυτταροπλασματικής του trans-ισομερούς σε pH 7,4.

Ο μηχανισμός της καταλυτικής αντίδρασης της υδρολάσης των εποξειδίων είναι διαφορετι-κός από αυτόν των εστερασών και των πεπτιδασών. Σε αντίθεση με τα τελευταία ένζυμα, η υδρολάση των εποξειδίων δεν σχηματίζει κάποιο ενδιάμεσο προϊόν σύνδεσης με κάποιο υπόστρωμα, αλλά υ-δρολύει τα εποξείδια αυξάνοντας τον βαθμό πυρηνοφιλίας του ύδατος. Το ενεργό κέντρο της εποξει-δικής υδρολάσης περιέχει ένα βασικό κατάλοιπο ιστιδίνης που δεσμεύει ένα πρωτόνιο (Η+) από το νερό για να σχηματίσει το ιόν ΟΗ-. Το πυρηνόφιλο αυτό προϊόν υδροξυλιώνει το λιγότερο παρεμπο-δισμένο άτομο άνθρακα που βρίσκεται στην αντίθετη πλευρά του εποξειδικού δακτυλίου. Το άνοιγμα του δακτυλίου συνοδεύεται από τον σχηματισμό ενός ανιόντος, το οποίο ταχύτατα μετατρέπεται σε υδροξυλική ομάδα μεταφέροντας ένα πρωτόνιο από κάποια ουσία με συμπεριφορά ασθενούς οξέος, όπως, π.χ., την πρωτονιωμένη μορφή (-NH3

+) της λυσίνης. Το πρώτο στάδιο της υδροξυλίωσης καθώς και το άνοιγμα του δακτυλίου συμβαίνουν σε αντίθετες θέσεις στο μόριο, έτσι ώστε η διυδροδιόλη που θα σχηματιστεί να έχει διαμόρφωση trans.

Πολλές εποξειδικές μορφές ξενοβιοτικών δεν αποτελούν υποστρώματα για την εποξειδική υδρολάση, επειδή ο εποξειδικός δακτύλιος που έχει σχηματιστεί προστατεύεται από μεγάλους υποκα-τάστατες, οι οποίοι στερεοχημικά παρεμποδίζουν την αντίδραση με το ένζυμο. Το σημείο αυτό έχει αποδειχθεί ιδιαίτερα σημαντικό για την κατανόηση του μηχανισμού με τον οποίο πολυκυκλικοί αρω-ματικοί υδρογονάνθρακες ενοχοποιούνται για τη δημιουργία όγκων, σε πειραματικά πρωτόκολλα. Γνωρίζουμε πλέον ότι τουλάχιστον ένα εποξειδικό παράγωγο του βενζο[α]πυρενίου (7,8-διυδροδιολ-9,10-εποξείδο-βενζο[α]πυρένιο) δεν είναι υπόστρωμα για την υδρολάση των εποξειδίων. Η ένωση

46

αυτή είναι ισχυρότερο μεταλλαξιογόνο από το βενζο[α]πυρένιο, σε καλλιέργειες κυττάρων από πνεύ-μονα ποντικού.

Στην κλινική πράξη, αρκετά συχνά εμφανίζονται εποξειδικές μορφές ουσιών που δεν είναι κατ’ανάγκην τοξικές. Ο κύριος μεταβολίτης της καρβαμαζεπίνης (αντιεπιληπτικό φάρμακο) που ανι-χνεύεται στο πλάσμα ασθενών είναι το ιδιαιτέρως σταθερό 10,11-εποξείδιο. Το αντίστοιχο εποξείδιο της βιταμίνης Κ, το οποίο σχηματίζεται στο ήπαρ κατά τη διάρκεια της γ-καρβοξυλίωσης της προ-θρομβίνης αλλά και άλλων παραγόντων πήξης, είναι, επίσης, μη τοξικό. Η εποξειδική αυτή μορφή της βιταμίνης Κ δεν μεταβολίζεται από την υδρολάση των εποξειδίων, αλλά ανάγεται από την αντί-στοιχη αναγωγάση των εποξειδίων, η οποία αναστέλλεται από τη βαρφαρίνη και άλλα κουμαρινικά αντιπηκτικά, τα οποία με τη σειρά τους διακόπτουν τη σύνθεση διαφόρων παραγόντων της πήξης.

Η υδρολάση των εποξειδίων είναι ένα από τα πολλά ένζυμα του μεταβολισμού που επάγονται στα μικροσωμάτια του ήπατος. Η επαγωγή της εποξειδικής υδρολάσης συνδέεται σε μεγάλο βαθμό με την επαγωγή του κυτοχρώματος P-450, καθώς αρκετοί επαγωγείς του κυτοχρώματος, όπως η φαι-νοβαρβιτάλη και το οξείδιο του στιλβενίου, αυξάνουν 2-3 φορές τα επίπεδα της υδρολάσης των επο-ξειδίων. Στο ποντίκι, τα μικροσωμιακά ηπατικά επίπεδα δραστικότητας μπορούν να αυξηθούν από μια σειρά αντιοξειδωτικών ουσιών, όπως η αιθοξυκίνη και τα βουτυλιωμένα παράγωγα του υδροξυ-τολουολίου και της υδροξυανισόλης. Επίσης, πολλές αλκοόλες, κετόνες και ιμιδαζόλες ενεργοποιούν τη μικροσωμιακή υδρολάση των εποξειδίων σε συνθήκες in vitro.

Αντισώματα για το απομονωμένο ένζυμο απέτυχαν να αναστείλουν την υδρολάση των επο-ξειδίων. Αντίθετα, αναστολείς του ενζύμου αποτελούν τα εποξείδια του 1,1,1-τριχλωροπροπενίου και του κυκλοεξανίου, καθώς και ορισμένα φάρμακα, όπως η βαλπρομίδη (το αμιδικό ανάλογο του βαλ-προϊκού οξέος) και η προγαβίδη (αγωνιστής των υποδοχέων του γ-αμινοβουτυρικού οξέος). Τα φάρ-μακα αυτά, αναστέλλοντας τη δράση της υδρολάσης των εποξειδίων, ενισχύουν τη νεφροτοξική δρά-ση της καρβαμαζεπίνης εξαιτίας ακριβώς της αύξησης των επιπέδων του 10,11-εποξειδίου της στο πλάσμα.

6.1.2.Αναγωγή Αρκετά μέταλλα και ξενοβιοτικά που περιέχουν αλδεϋδικές, κετονικές, δισουλφιδικές, σουλ-

φοξειδικές, κινονικές, αζω- και νιτρο-ομάδες συχνά ανάγονται in vivo. Μερικές φορές δεν είναι βέ-βαιο εάν η αντίδραση με γνωστές αναγωγικές μονάδες (γλουταθειόνη, NAD[P], FAD, FMN) είναι ενζυμική ή μη ενζυμική. Μερικές από τις παραπάνω χαρακτηριστικές ομάδες μπορούν και να ανα-χθούν αλλά και να οξειδωθούν. Έτσι, για παράδειγμα, οι αλδεΰδες (RCHO) μπορούν να αναχθούν σε αλκοόλες (RCH2OH), αλλά και να οξειδωθούν σε καρβοξυλικά οξέα (RCOOH), και τα σουλφοξείδια (R1SOR2) αντίστοιχα σε σουλφίδια (R1SR2) και σε σουλφόνες (R1SO2R2). Στην περίπτωση των αλο-γονομένων υδρογονανθράκων, όπως το αλοθάνιο, προϊόντα αφαλογόνωσης μπορούν να σχηματι-στούν είτε μέσω οξείδωσης είτε μέσω αναγωγής, και μάλιστα με τη βοήθεια του ιδίου ενζύμου (κυτό-χρωμα P-450).

Αζω- και νιτρο-αναγωγή. Η χλωραμφενικόλη και η προντοσίλη αποτελούν παραδείγματα νιτρο- και αζω-αναγωγής. Από αυτές, η αναγωγή της προντοσίλης παρουσιάζει πλέον ιστορικό ενδι-αφέρον καθώς σηματοδότησε την έναρξη της αντιμικροβιακής χημειοθεραπείας. Είναι πλέον γνωστό ότι η δραστική μορφή του φαρμάκου δεν ήταν η προντοσίλη, αλλά η σουλφανιλαμίνη, το προϊόν της αζω-αναγωγής της. Επίσης, οι αντιδράσεις νιτρο-αναγωγής παίζουν σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση τοξικών φαινομένων από αρκετές νιτρο-αρωματικές ενώσεις (π.χ., 2,6-δινιτροτολουόλιο), γνωστές για την ηπατοκαρκινική τους δράση σε αρσενικούς επίμυες.

Οι αντιδράσεις αζω- και νιτρο-αναγωγής καταλύονται από την εντερική χλωρίδα και δύο η-πατικά ένζυμα: το κυτόχρωμα P-450 και την NAD(P)H-οξειδοαναγωγάση των κινονών (ή όπως επί-σης αναφέρεται, DT-διαφοράση). Οι αντιδράσεις απαιτούν μονάδες NAD(P)H και αναστέλλονται από το οξυγόνο. Το αναερόβιο περιβάλλον του κατώτερου γαστρεντερικού συστήματος ευνοεί την αζω- ή νιτρο-αναγωγή, κάτι που αποτελεί τον κυριότερο λόγο γιατί η εντερική χλωρίδα συνεισφέρει σημαντικά στις αντιδράσεις αυτές. Τέλος, αν και οι περισσότερες από τις αντιδράσεις που καταλύει το κυτόχρωμα P-450 είναι αντιδράσεις οξείδωσης ξενοβιοτικών, η αζω- και νιτρο-αναγωγή είναι πα-

47

ραδείγματα στα οποία το κυτόχρωμα μπορεί να καταλύσει αντιδράσεις αναγωγής ξενοβιοτικών ου-σιών.

Καρβονυλική αναγωγή. Η αναγωγή αλδεϋδών και κετονών σε πρωτοταγείς και δευτεροτα-γείς αλκοόλες, αντίστοιχα, καταλύονται από την αλκοολική αφυδρογονάση καθώς, επίσης, και από μια ομάδα καρβονυλικών αναγωγασών. Οι τελευταίες είναι ένζυμα που εξαρτώνται από το NADPH και ανιχνεύονται στο αίμα και στο κυτταρόπλασμα του ήπατος, των νεφρών, του εγκεφάλου και πολ-λών άλλων ιστών. Σε μερικές περιπτώσεις, η αναγωγή των αλδεϋδών στις αντίστοιχες αλκοόλες μπο-ρεί να γίνει και με τη βοήθεια της αλδεϋδικής αφυδρογονάσης, όπως συμβαίνει με την αναγωγή της ένυδρης χλωράλης (υπνωτικό φάρμακο) σε τριχλωροαιθανόλη. Συνήθως, η αλδεϋδική αφυδρογονάση καταλύει την οξείδωση των αλκοολών σε αλδεΰδες, αλλά στην περίπτωση της ένυδρης χλωράλης ευνοείται η αντίστροφη αντίδραση εξαιτίας της παρουσίας της τριχλωρο-μεθυλομάδας, η οποία είναι ισχυρή ηλεκτραρνητική ομάδα.

Έχει αναφερθεί χαρακτηριστική πληθυσμιακή γενετική ποικιλομορφία σε ότι αφορά τη δρα-στικότητα των καρβονυλικών αναγωγασών, με υψηλή ή χαμηλή χημική συγγένεια (Km) για διάφορα υποστρώματά τους.

Ο κύριος μεταβολίτης της αλοπεριδόλης (αντιψυχωτικό φάρμακο) είναι μια δευτεροταγής αλκοόλη που σχηματίζουν οι καρβονυλικές αναγωγάσες στο αίμα και το ήπαρ. Στα ξενοβιοτικά που ανάγονται από τις αναγωγάσες των καρβονυλίων περιλαμβάνονται τα ακετοεξαμίδη, δαουνορουβικί-νη, αιθακρινικό οξύ, βαρφαρίνη, μεναδιόνη και π-νιτροακετοφαινόνη. Επίσης, οι προσταγλανδίνες αποτελούν φυσιολογικά υποστρώματα των καρβονυλικών αναγωγασών.

Δισουλφιδική αναγωγή. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν αρκετά δισουλφίδια, τα οποία ανά-γονται διασπώμενα στα αντίστοιχα θειικά παράγωγα. Κλασικό παράδειγμα αποτελεί η δισουλφιράμη, της οποίας ο δισουλφιδικός δεσμός διασπάται στα πλαίσια μιας σειράς τριών αντιδράσεων, από τις οποίες η τελευταία καταλύεται από την αναγωγάση της γλουταθειόνης.

Αναγωγή σουλφοξειδίων και νιτρο-οξειδίων. Τα σουλφοξείδια, δηλαδή οι οργανικές ενώ-σεις που περιέχουν στο μόριό τους τη χαρακτηριστική ομάδα -SO-, ο σχηματισμός των οποίων κατα-λύεται από κυτόχρωμα P-450 και φλαβινικές μονοοξυγονάσες, μπορούν να αναχθούν από θειορεδο-ξινο-εξαρτώμενα ένζυμα του κυτταροπλάσματος του ήπατος και των νεφρών. Έτσι, με τον τρόπο αυ-τό παρατείνεται η δράση πολλών ξενοβιοτικών ουσιών. Η σουλινδάκη είναι ένα σουλφοξείδιο που ανάγεται σε σουλφίδιο και μπορεί αρχικά να αποβληθεί στη χολή και στη συνέχεια να απορροφηθεί ξανά από το λεπτό έντερο. Η εντερο-ηπατική κυκλοφορία επιτείνει τη διάρκεια δράσης του φαρμά-κου, έτσι ώστε η χορήγησή του να γίνεται μόνο δύο φορές ημερησίως. Παρόμοιο αποτέλεσμα έχουμε και στην περίπτωση της δισουλφιράμης, η κύρια μεταβολική μορφή της οποίας (διαιθυλ-διθειο-καρβαμικός μεθυλεστέρας) οξειδώνεται και στη συνέχεια ανάγεται ξανά στην αρχική μορφή του με-θυλεστέρα από δύο μόρια γλουταθειόνης, προκαλώντας επίταση του θεραπευτικού αποτελέσματος του φαρμάκου.

Όπως ακριβώς η αναγωγή των σουλφοξειδίων αντιστρέφει το αποτέλεσμα της οξείδωσης (σουλφοξείδωση), έτσι και στην περίπτωση των νιτρο-οξειδίων έχουμε αναστροφή του αποτελέσμα-τος της οξείδωσης των αμινών που σχηματίζονται από φλαβινικές μονοοξυγονάσες και, πιθανώς, από το κυτόχρωμα P-450. Σε καταστάσεις υποξίας, η αναγωγή των νιτρο-οξειδίων της ιμιπραμίνης, της τιαραμίδης, της ιντισίνης και της Ν,Ν-διμεθυλ-ανιλίνης μπορεί να καταλυθεί από μιτοχονδριακά ή/και μικροσωμιακά ένζυμα που χρησιμοποιούν ως συνένζυμο NADH ή NADPH.

Αναγωγή κινονών. Οι κινόνες ανάγονται σε υδροκινόνες από μία ομάδα ειδικών οξειδο-αναγωγασών [NAD(P)H-οξειδο-αναγωγάσες κινονών ή DT-διαφοράση], με κυτταροπλασματική ε-ντόπιση. Εκτός από κινόνες, στα υποστρώματα της DT-διαφοράσης περιλαμβάνονται πολλές τοξικές ουσίες όπως κινονικά εποξείδια, αζω-διένια και κινονιμίνες.

Για τον σχηματισμό του σταθερού μορίου της υδροκινόνης απαιτείται η οξείδωση της κινό-νης από δύο ηλεκτρόνια που προέρχονται από τη στοιχειομετρική οξείδωση του NAD(P)H, χωρίς κατανάλωση οξυγόνου. Η ίδια αντίδραση αναγωγής μπορεί να καταλυθεί από την καρβονυλική ανα-γωγάση. Στην πλειονότητα των περιπτώσεων, οι παραπάνω αντιδράσεις δεν χαρακτηρίζονται από τοξικά φαινόμενα (π.χ., οξειδωτικό στρες). Αυτό, όμως, δεν ισχύει για την αντίδραση αναγωγής κινο-νών από ένα ηλεκτρόνιο, που έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό της αντίστοιχης ημι-κινόνης. Η μορφή αυτή κινόνης υφίσταται γρήγορη αυτο-οξείδωση που οδηγεί σε μη-στοιχειομετρική οξείδωση

48

του NADPH και κατανάλωση οξυγόνου. Η κατάσταση οξειδωτικού στρες που ακολουθεί την αντί-δραση αυτή και που σχετίζεται με την ελεύθερη ρίζα της ημι-κινόνης, μπορεί να είναι ιδιαιτέρως το-ξική.

Στην κλινική πράξη, υπεύθυνη κατά ένα σημαντικό μέρος για τα καρδιοτοξικά αποτελέσματα της δοξορουβικίνης και της δαουνορουβικίνης, της πνευμονικής τοξικότητας της νιτροφουραντοΐνης και των νευροτοξικών αποτελεσμάτων της 6-υδροξυντοπαμίνης είναι η παραγωγή ελευθέρων ριζών υπεροξειδικού ανιόντος και η δημιουργία συνθηκών οξειδωτικού στρες.

Η DT-διαφοράση είναι διμερές μόριο αποτελούμενο από δύο ίδιες υπομονάδες (~27 kDa) που περιέχουν από ένα μόριο FAD. Έχουν ανιχνευτεί δύο, τρεις και τέσσερις μορφές του ενζύμου σε ποντίκι, επίμυ και άνθρωπο, αντίστοιχα. Η DT-διαφοράση επάγεται πάνω από 10 φορές από γνωστές ουσίες που παρουσιάζουν διπλή ή απλή λειτουργία, ανάλογα με ικανότητά τους να επάγουν ή να μην επάγουν τα ένζυμα της φάσης Ι ταυτόχρονα με αυτά της φάσης ΙΙ. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν το μεθυλχολανθρένιο, το βενζο[α]πυρένιο και η 2,3,7,8-τετραχλωροδιβενζο-p-διοξίνη (TCDD). Ο μηχα-νισμός επαγωγής της DT-διαφοράσης, όπως και των υπολοίπων ενζύμων μεταβολισμού της φάσης Ι και ΙΙ, περιλαμβάνει τη δράση ειδικού υποδοχέα των αρυλίων (βλ. ακολούθως, τα σχετικά με τα κυ-τοχρώματα P-450). Στη δεύτερη κατηγορία ανήκουν ουσίες που προκαλούν οξειδωτικό στρες μέσω του οξειδο-αναγωγικού κύκλου (π.χ., μεναδιόνη και φαινολικά αντιοξειδωτικά, όπως βουτυλιωμένη υδροκινόνη και κατεχόλη), αλλά και ουσίες που προκαλούν οξειδωτικό στρες επιδρώντας στα συνο-λικά αποθέματα ενδογενούς γλουταθειόνης (όπως τα μηλεϊνικά, ισοθειοκυανικά και ακρυλικά παρά-γωγα, τα οποία αντιδρούν με γλουταθειόνη). Τέλος, τα φλαβονοειδή (π.χ., η β-ναφθοφλαβόνη) δρουν ως επαγωγείς διπλής αλλά και απλής λειτουργίας. Σημαντική δράση επαγωγέα απλής λειτουργίας παρουσιάζει η σουλφοραφάνη, συστατικό του μπρόκολου, στην οποία αποδίδεται η αντικαρκινική δράση του φυτού.

Αφαλογόνωση. Ανάλογα με το είδος, η αντίδραση αφαλογόνωσης καταλύεται είτε από το κυτόχρωμα P-450 (αναγωγική και οξειδωτική αφαλογόνωση) είτε από κυτόχρωμα P-450 και τραν-σφεράσες της γλουταθειόνης (αφυδραλογόνωση). Η ηπατοτοξική δράση του τετραχλωράνθρακα (CCl4) αλλά και πολλών άλλων αλογονωμένων αλκαλίων (π.χ., αλοθάνιο) εξαρτάται από τον βαθμό μεταβολισμού τους μέσω της αναγωγικής αφαλογόνωσης.

6.1.3.Οξείδωση

Αλκοόλες, αλδεΰδες και κετόνες. Οξειδώνονται και ανάγονται από μία ομάδα ενζύμων στην οποία περιλαμβάνονται η αλκοολική και η αλδεϋδική αφυδρογονάση, η αλδεϋδική οξειδάση και η καρβονυλική αναγωγάση. Π.χ., οι αλκοόλες μεθανόλη και αιθανόλη οξειδώνονται σε φορμαλδεΰδη και ακεταλδεΰδη αντίστοιχα, με τη βοήθεια της αλκοολικής αφυδρογονάσης. Στη συνέχεια μπορούν να οξειδωθούν από την αλδεϋδική αφυδρογονάση, σχηματίζοντας καρβοξυλικά οξέα (μυρμηκικό και οξικό οξύ). Για τα δύο αυτά ένζυμα απαιτείται NAD+ ως συνένζυμο.

Αλκοολική αφυδρογονάση (ADH): Είναι ένα κυτταροπλασματικό ένζυμο που περιέχει ψευ-δάργυρο και έχει ανιχνευτεί σε αρκετούς ιστούς όπως το ήπαρ (υψηλότερα επίπεδα), οι νεφροί, οι πνεύμονες κ.ά. Η ανθρώπινη ADH είναι μία διμερής πρωτεΐνη αποτελούμενη από δύο υπομονάδες (~40 kDa). Τα ανθρώπινα ένζυμα της ADH περιέχουν οκτώ υπομονάδες (ομοδιμερή και ετεροδιμε-ρή), οι οποίες χωρίζονται σε τρεις διαφορετικές ομάδες.

Στην πρώτη ομάδα ανήκουν τα ισοένζυμα που (α) είναι υπεύθυνα για την οξείδωση της αιθα-νόλης και άλλων μικρού μοριακού βάρους αλειφατικών αλκοολών, και (β) αναστέλλονται από την πυραζόλη και τα 4-αλκυλιωμένα παράγωγά της (4-μεθυλπυραζόλη). Τα ισοένζυμα της ADH που προτιμούν να οξειδώνουν μεγαλύτερες αλειφατικές και αρωματικές αλδεΰδες και συμμετέχουν σε μικρό ποσοστό στον μεταβολισμό της αιθανόλης, ανήκουν στην ομάδα ΙΙ. Τα ισοένζυμα της ομάδας αυτής δεν μεταβολίζουν τη μεθανόλη και δεν αναστέλλονται από την πυραζόλη. Ακόμη μεγαλύτερες αλκοόλες (με πέντε ή περισσότερα άτομα άνθρακα, π.χ., πεντανόλη) καθώς και αρωματικές αλκοόλες (κινναμωμική αλκοόλη) είναι υποστρώματα που προτιμούν τα ισοένζυμα της ομάδας ΙΙΙ, τα οποία, επίσης, δεν αναστέλλονται από την πυραζόλη.

49

Εκτός από την ADH, οι αλκοόλες οξειδώνονται, επίσης, στα μικροσωμάτια (CYP2E1 ισο-μορφή του κυτοχρώματος P-450) και τα υπεροξυσωμάτια (καταλάση). Τα έζυμα αυτά είναι ήσσονος σημασίας, σε σύγκριση με την ADH.

Από άποψη πολυμορφισμού, τα ισοένζυμα της ADH που ανήκουν στην ομάδα Ι διαφέρουν στο βαθμό οξείδωσης της αιθανόλης. Η ομοδιμερής μορφή β2β2 και κάθε ετεροδιμερής μορφή της ADH που περιέχει τουλάχιστον μια β2 υπομονάδα, οξειδώνει εκλεκτικά την αιθανόλη σε φυσιολογικό pH. Τα ισοένζυμα αυτά, τα οποία αναφέρονται ως «άτυπες» μορφές ADH, είναι υπεύθυνα για τον ασυνήθιστα γρήγορο μεταβολισμό της αιθανόλης προς ακεταλδεΰδη στο 85% του πληθυσμού της Ιαπωνίας και της Κίνας. Οι ισομορφές αυτές εκφράζονται σε πολύ μικρότερο βαθμό στους καυκάσι-ους (μεταξύ των Ευρωπαίων, απαντούν σε ποσοστό περίπου 8%).

Τα ισοένζυμα της ομάδας Ι (ADH1, ADH2 και ADH3) εκφράζονται κυρίως στο ήπαρ, και σε μικρότερο βαθμό στους νεφρούς, τους πνεύμονες και το γαστρεντερικό βλεννογόνο. Η αλκοολική αφυδρογονάση του γαστρεντερικού βλεννογόνου ανήκει κυρίως στη μορφή ADH3. Επομένως, η ο-ξείδωση της αιθανόλης στο στομάχι διαφέρει από αυτή στο ήπαρ. Αν και, συγκρινόμενη με την ηπα-τική, η γαστρική ADH έχει μικρή συγγένεια (υψηλό Km) για την αιθανόλη, εντούτοις μπορεί να πε-ριορίσει τη συστηματική βιοδιαθεσιμότητά της, προσφέροντας τη δυνατότητα ενός πρώιμου σταδίου αδρανοποίησης των αλκοολούχων ποτών. Άλλωστε ο γυναικείος πληθυσμός έχει χαμηλότερα επίπεδα γαστρικής ADH σε σύγκριση με τον ανδρικό, ενώ τα επίπεδα της είναι, επίσης, χαμηλότερα στους αλκοολικούς. Γνωστά φάρμακα (σιμετιδίνη, ρανιτιδίνη, ασπιρίνη) αναφέρονται ως μη-συναγωνιστικοί αναστολείς της γαστρικής ADH αυξάνοντας, κάτω από ειδικές συνθήκες, τη συστη-ματική βιοδιαθεσιμότητα του αιθυλικής αλκοόλης.

Αλδεϋδική αφυδρογονάση (ALDH): Το ένζυμο αυτό οξειδώνει τις αλδεΰδες στα αντίστοιχα καρβοξυλικά οξέα, χρησιμοποιώντας ως συνένζυμο το NAD+. Τα τελευταία 20 χρόνια, κυρίως μέσω των προσπαθειών κάθαρσης του ενζύμου, αποδείχθηκε ότι υπάρχουν πολλαπλά ισοένζυμα της ALDH τόσο στα θηλαστικά όσο και σε άλλα ζωικά είδη. Μερικοί τύποι ALDH παρουσιάζουν ευρύ φάσμα δραστικότητας, οξειδώνοντας μεγάλο αριθμό αλειφατικών και αρωματικών αλδεϋδών, ενώ άλλοι τύ-ποι εμφανίζουν περιορισμένη προτίμηση υποστρώματος.

Περισσότερο μελετημένες και καλύτερα χαρακτηρισμένες είναι οι ηπατικές ALDH. Άλλω-στε, ο ρόλος των ALDH στην οξείδωση της ακεταλδεΰδης που προκύπτει κατά τον μεταβολισμό της αιθανόλης αποτέλεσε πρωταρχικό στόχο των ερευνητών. Εκτός αυτού, το ήπαρ είναι ο ιστός με την υψηλότερη συνολική δραστικότητα ALDH, ειδικά όσον αφορά συγκεκριμένες ισομορφές ALDH. Αναφέρονται αρκετές ALDH που έχουν χαρακτηριστεί στο ήπαρ επίμυων με γνώμονα τα κινητικά τους χαρακτηριστικά. Για τους επίμυες, το 50% της ολικής ηπατικής δραστικότητας της ALDH βρί-σκεται στα μιτοχόνδρια. Δύο (ή πιθανώς τρία) τέτοια ισοένζυμα μπορούν να διαχωριστούν, με γνώ-μονα τις σταθερές Km των αντιδράσεών τους με ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα. Ένα ισοένζυμο (ALDH2) είναι ενδομιτοχονδριακό και έχει μικρομοριακή σταθερά Km, όταν χρησιμοποιείται ως υ-πόστρωμα η ακεταλδεΰδη. Ένα άλλο ισοέζυμο (ή πιθανώς και δύο ισοένζυμα) εντοπίζονται στην ε-ξωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων, με μεγαλύτερη τιμή Km (mM) για την ακεταλδεΰδη ή άλλες μικρού μήκους αλειφατικές αλδεΰδες. Στα μικροσωμάτια, στα οποία εκφράζεται το 35% της συνολι-κής ηπατικής δραστικότητας της ALDH, έχουν ανακαλυφθεί δύο ALDH με παρόμοιες τιμές Km (mM) για διάφορες αλειφατικές και αρωματικές αλδεΰδες. Αν και υπάρχουν διαφορές από στέλεχος σε στέλεχος, λιγότερο από το 10% της συνολικής ηπατικής δραστικότητας της ALDH βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα. Τέλος, ένα μικρό ποσοστό δραστικότητας έχει μετρηθεί και στα ηπατικά υπεροξυ-σωμάτια.

Σε βασικό επίπεδο, οι ηπατικές ALDH είναι δομημένα τετραμερή με μοριακό βάρος 220-250 kDa. Αποτελούνται από 4 παρόμοιες υπομονάδες, με μοριακό βάρος 55 kDa η καθεμία, και περιέχουν 450 έως 500 αμινοξέα. Αντίθετα, οι ALDH που επάγονται με φαινοβαρβιτάλη και TCDD ή μεθυλχο-λανθρένιο, διαφοροποιούνται από τις προηγούμενες βασικές ALDH στο ότι εκφράζονται ως διμερή και όχι ως τετραμερή. Οι υπομονάδες αυτές για την περίπτωση της ALDH που επάγεται από την φαι-νοβαρβιτάλη αποτελούνται από 501 αμινοξέα με Μ.Β. 55 kDa, ενώ οι υπομονάδες της ALDH που επάγεται από το TCDD και το 3MC, έχουν 453 αμινοξέα και Μ.Β. 50 kDa. Χρησιμοποιώντας κεκα-θαρμένες ALDH, διάφοροι μελετητές απέδειξαν ότι ορισμένα ισοένζυμα της ALDH επιδεικνύουν μεγάλη προτίμηση για συγκεκριμένα υποστρώματα και άλλες μικρότερη. Η πρώτη αλληλουχία αμι-

50

νοξέων έγινε γνωστή στα μέσα της δεκαετίας του ΄80. Από τότε, περισσότερα από 50 cDNA ή γονί-δια της ALDH έχουν απομονωθεί και χαρακτηριστεί, προερχόμενα από διάφορες πηγές (μικρόβια, ζυμομύκητες, φυτά και θηλαστικά).

Όσον αναφορά τα θηλαστικά, οι ALDH, έχουν ταξινομηθεί σε τρεις κατηγορίες, σύμφωνα με τις βιοχημικές τους ιδιότητες, το βαθμό ομοιότητας της πρωτοταγούς δομής τους, ή την ενδοκυττάρια κατανομή τους. Η 1η κατηγορία περιλαμβάνει τους κυτταροπλασματικούς τύπους της ALDH1 και η 2η κατηγορία τις μιτοχονδριακές μορφές της ALDH2. Τέλος, στην 3η κατηγορία περιλαμβάνονται η επαγόμενη κυτταροπλασματική ALDH3 (από πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες και το TCDD), η βασική ALDH που υπερεκφράζεται στο στομάχι και τα ηπατώματα και, τέλος, οι μικρο-σωμιακές ALDH που, επίσης, έχουν υψηλή βασική έκφραση.

Ο ικανός αριθμός διαθέσιμων cDNA και αλληλουχιών πρωτεϊνών επέτρεψε την δημιουργία ενός νέου συστήματος κατάταξης των γονιδίων θηλαστικών ALDH, βασισμένο σε δεδομένα που προέρχονται από τη συστοίχιση αλληλουχιών αμινοξέων, αλλά και τη θεωρία της αποκλίνουσας εξέ-λιξης. Ανάλογα συστήματα κατάταξης έχουν χρησιμοποιηθεί για την κατάταξη των κυτοχρωμάτων P-450, των τρανσφερασών της γλουταθειόνης, και των υδρολασών των εποξειδίων.

Γενετική πολυμορφία έχει αναφερθεί για ένα συγκεκριμένο ισοένζυμο της ALDH. Ένα υψη-λό ποσοστό (45-53%) του πληθυσμού της Ιαπωνίας, της Κίνας και του Βιετνάμ παρουσιάζουν ανε-πάρκεια σε ALDH2 εξαιτίας συγκεκριμένης μετάλλαξης (Glu487 σε Lys487). Οι ίδιες πληθυσμιακές ομάδες παρουσιάζουν υψηλά επίπεδα άτυπων ADH, με συνέπεια τα άτομα αυτά να μετατρέπουν μεν γρήγορα την αιθανόλη σε ακεταλδεΰδη, αλλά αρκετά πιο αργά την ακεταλδεΰδη σε οξικό οξύ. Οι Ιά-πωνες και οι Κινέζοι παρουσιάζουν συνήθως εξάψεις (ερυθρότητα στο πρόσωπο, «flashing syndrome») ύστερα από λήψη οινοπνεύματος, οι οποίες αποδίδονται σε αγγειοδιαστολή από την ά-θροιση ακεταλδεΰδης στο αίμα. Οι αυτόχθονες κάτοικοι της Αμερικής («Ινδιάνοι») παρουσιάζουν το ίδιο σύνδρομο ύστερα από λήψη οινοπνεύματος, αν και δεν εκφράζουν άτυπες μορφές ADH, ούτε έχουν ανεπάρκεια της ALDH2. Πιθανολογείται κάποια δυσλειτουργία των ερυθροκυττάρων, ως προς την οξείδωση της ακεταλδεΰδης του αίματος.

Εκτός από τις ALDH που εκφράζονται σε βασικά επίπεδα, έχουν ανιχνευτεί και αρκετές επα-γώγιμες κυτταροπλασματικές ισομορφές, οι οποίες διαχωρίζονται σε δύο κατηγορίες. Στην πρώτη ανήκουν οι ALDH που επάγονται από τη φαινοβαρβιτάλη και άλλους επαγωγείς τύπου I, και στη δεύτερη ομάδα αυτές που επάγονται ύστερα από έκθεση σε χημικά καρκινογόνα και διοξίνες (επαγω-γείς τύπου ΙI, όπως βενζο[α]πυρένιο, μεθυλχολανθρένιο, TCDD). Οι τελευταίες, εμφανίζονται, επί-σης, και σε όγκους που προκύπτουν από πειράματα χημικής καρκινογένεσης. Αντίθετα, η ALDH α-ναστέλλεται από διάφορα φάρμακα, όπως η δισουλφιράμη, η χλωροπροπαμίδη, η γκριζεοφουλβίνη, η μετρονιδαζόλη, κ.ά., τα οποία προκαλούν τη χαρακτηριστική «αντίδραση δισουλφιράμης» μετά από λήψη οινοπνεύματος (έντονη αγγειοδιαστολή, κεφαλαγία και κυκλοφορική καταπληξία). Τα συμπτώ-ματα αυτά αποδίδονται στην αύξηση της ακεταλδεΰδης του αίματος.

Καρβονυλική αναγωγάση: Η αντίδραση αναγωγής αλδεϋδών και κετονών σε πρωτοταγείς και δευτεροταγείς αλκοόλες από αναγωγάσες των καρβονυλίων έχει ήδη αναφερθεί σε προηγούμενο κεφάλαιο. Αντίθετα, όμως, από τις ALDH και ADH, οι αναγωγάσες των καρβονυλίων χρησιμοποιούν NADPH ως συνένζυμο.

Οι αλδεΰδες οξειδώνονται, επίσης, από την αλδεϋδική οξειδάση καθώς και από την οξειδάση της ξανθίνης. Η πρώτη είναι μία κυτταροπλασματική, μολυβδαινική φλαβοπρωτεΐνη, με μεγάλο Μ.Β. (300 kDa) που αποτελείται από δύο όμοιες υπομονάδες. Συμπεριφέρεται ως δέκτης ηλεκτρονίων, δη-μιουργώντας οξειδωμένα προϊόντα (Η2Ο2 και Ο2

-). Σε μεγάλο βαθμό, υποστρώματα που οξειδώνονται από την αλδεϋδική οξειδάση οξειδώνονται και από την ξανθινοξειδάση.

Στην κλινική πράξη, αρκετά παράγωγα πουρίνης (π.χ., αλλοπουρινόλη, 6-μερκαπτοπουρίνη) μπορούν να οξειδωθούν από την ξανθινοξειδάση, η οποία σε φυσιολογικές συνθήκες καταλύει τη συ-νεχή οξείδωση της υποξανθίνης σε ξανθίνη και ουρικό οξύ. Συναγωνιζόμενη με την υποξανθίνη και την ξανθίνη για οξείδωση από την ξανθινοξειδάση, η αλλοπουρινόλη αναστέλλει τη σύνθεση ουρικού οξέος, αποτελώντας, έτσι, χρήσιμο φάρμακο για τη θεραπεία της ουρικής αρθρίτιδας. Μονομεθυλιω-μένες ξανθίνες οξειδώνονται, επίσης, με τη βοήθεια του ιδίου ενζύμου, στα αντίστοιχα παράγωγα ου-ρικού οξέος. Αντίθετα, δι- και τριμεθυλιωμένα παράγωγα της ξανθίνης (π.χ., θεοφυλλίνη και καφεΐ-

νη) την

χουνματα(διανοβιαπαμταγεσε κ

και εΈχουποσνορεΑ οξνει τδωσ

που κλος(FA

φαινσυμπραμαΜΡΤτοξιστρέστολκλορ

χουντομαένζυ

δευτοξίμρες, αντιους ριλαδωμ

μεταβολίζονξανθινοξειδά

Μονοαμν στην οξειδα τους περιλμίνη) και μοιοτικές ουσίεμίνωση πρωείς αμίνες σχκαρβοξυλικά

Ιδιαίτερεκφράζεται σουν ανιχνευτεστρωμάτων επινεφρίνη, εξειδώνει εκλτη β-φαινυλασης από τη Μ

Το υπόσεισάγεται στς της καταλυ

ADH2 σε FADΗ ΜΑΟ

νυλ-1,2,5,6-τπτώματα τηςατικό μοντέΤΡ στο διϋδρικό προϊόν Mέφει τα μιτοχλέας των Μργυλίνη (ειδι

Μονοξυν ανιχνευτεί α Ν, S και Pυμα που χρησ

Οι FMOτεροταγών αμες. Επίσης, θειόνες) καιιδράσεις οξείή υπεροξειδαμβάνει, αρχμένη μορφή τ

νται στα αντάση). μινοξειδάση,ωτική απαμίλαμβάνονται ονοακετυλιωες αποτελούνωτογενών αμιχηματίζουν ποξέα, χωρίς ο ενδιαφέροστο ήπαρ, τοεί δύο διαφο(πριμακίνη, επινεφρίνη, κλεκτικά τη σεαιθυλαμίνη κΜΑΟ παρουσ

στρωμα οξειδτο υπόστρωμλυτικής αντίδD) από οξυγόΟ έχει ιδιαίτερτετραϋδροπυς νόσου του έλο μελέτης ρο-παράγωγ

MPP+. Το τεχόνδρια. Η νΑΟ-Α και Μικός αναστολυγονάσες φλαστο ήπαρ, τ

P πολλών ξενσιμοποιούν N

O καταλύουν μινών σε υδοξειδώνουν ι φώσφορο σίδωσης των δίου, συνήθωχικά, την ανατου συνενζύμ

ίστοιχα παρά

, διαμινοξειδίνωση πρωτοαρκετές ακόμένα παράγων υποστρώμαινών προκαλπρωτοταγείς να αποκλείεν παρουσιάζους νεφρούς,ορετικά ισοέναλοπεριδόληκαι τα παράγεροτονίνη κακαι αναστέλλσιάζεται παρα

δώνεται από μα προέρχετδρασης συμπόνο, το οποίορα σημαντικριδίνη) σε έParkinson, στης νόσου ό του, το οπλευταίο συγνευροτοξική ΜΑΟ-Β), μελέας της ΜΑαβίνης (FMτους νεφρούςνοβιοτικών. ΌNADPH και την οξείδωσροξυλαμίνεςαρκετές ξενοστα αντίστοιχFMO, είναι ως δε είναι αταγωγή του FAμου NADP+

51

άγωγα ουρικ

δάση και ποοταγών, δευτόμη αμίνες, ωγα πολυαμιατα των ενζύλεί τον σχημαμίνες και αεται και η ανζει η ΜΑΟ, , το λεπτό έννζυμα της Μη, φαινυλαιθγωγα της τρυαι αναστέλλελεται από τηακάτω:

το ένζυμο, τται από ένα μπληρώνεται ο παράγει ένακό ρόλο στη μέναν νευροτοσε ανθρώπουτου Parkinsποίο στη συνγκεντρώνεται δράση του ε σελεγιλίνη ΑΟ-Α), υποδε

MO). Αρκετέςς και τους πΌπως και τοΟ2. ση των πυρηνς και νιτρόνεοβιοτικές ουχα οξείδια. Γπροϊόντα τητοξικά προϊόAD από ανα

+ συνδεδεμέν

κού οξέος απ

ολυαμινοξειδτεροταγών καόπως η σερινών (σπερμίύμων αυτώνματισμό αμμωαλδεΰδη. Οι ναγωγή τους η οποία είναντερο, τα ερυΜΑΟ (ΜΑΟ-θυλαμίνη, τυυπτοφάνης τρεται από τηνη σελεγιλίνη

το οποίο ανάμόριο νερού από την επαα μόριο υπερμεταβολική εοξικό μεταβυς και πιθήκοson. Πιο συγνέχεια αυτοοι στους ντοπΜΡΡ+ μπορ(ειδικός ανεικνύοντας ές μονοξυγονπνεύμονες, όπο κυτόχρωμα

νόφιλων τετες, και πρωτουσίες που περΓενικά, οι μες χημικής ανόντα. Ο μηχααγωγικές μοννη με το ένζυ

πό το κυτόχρ

δάση. Οι οξαι τριτοταγώοτονίνη (μονίνη και σπερ(ιδιαίτερα τωνίας και αλπαραγόμενεσε αντίστοιχαι μια μιτοχουθρά αιμοσφ-Α και ΜΑΟραμίνη, οι κρυπταμίνη καν κλοργυλίνη. Ο μηχανισ

άγεται (FAD και όχι από ανοξείδωση ροξειδίου τουενεργοποίησολίτη που πους. Πρόκειτγκεκριμένα, οξειδώνεται σπαμινεργικούρεί να ανασταστολέας τηέτσι τον ιδιαίνάσες που πεπου οξειδώνα P-450, οι F

αρτοταγών αοταγών αμινώριέχουν θείο εταβολίτες ποντίδρασης ξεανισμός κατάνάδες NADPυμο, αντιδρά

ρωμα P-450

ξειδάσες αυτών αμινών. Σνοαμίνη), η ρμιδίνη). Πατης ΜΑΟ). Ηλδεΰδης, ενώες αλδεΰδες οχες αλκοόλεςονδριακή φλφαίρια και τοΟ-Β), με μεγκατεχολαμίνεκαι σεροτονίνη, ενώ η ΜΑσμός κατάλυσ

σε FADH2)μοριακό οξυτου ανηγμέυ υδρογόνουση του MPTPπροκαλεί χαρται για ένα μτο ένζυμο σχηματίζοντύς νευρώνεςταλεί με παρης ΜΑΟ-Β) ίτερο ρόλο τηεριέχουν FAνουν πυρηνόφFMO είναι μι

αμινών σε Νών σε υδροξ(όπως θειόλου σχηματίζοενοβιοτικού άλυσης από

PH. Στη συνέά με οξυγόνο

(και όχι από

τές συμμετέΣτα υποστρώπουτρεσκίνηράλληλα, ξεΗ οξειδωτικήώ οι δευτεροοξειδώνοντας. αβοπρωτεΐνηυς νευρώνεςγάλη ποικιλίαες ντοπαμίνηνη). Η ΜΑΟΑΟ-Β οξειδώσης της οξεί

. Το οξυγόνουγόνο. Ο κύένου ενζύμουυ. P (1-μεθυλ-4ρακτηριστικάμοναδικό πειοξειδώνει τοτας το νευρο, όπου καταργυλίνη (ανααλλά όχι μεης ΜΑΟ-Β.

AD (FMO) έφιλα ετεροάικροσωμιακά

-οξείδια, τωνξυλαμίνες καλες, θειοαιθέονται από τιςκαι υπεροξέτις FMO πεέχεια, η οξειο δημιουργώ

ό

--η -ή -αι

η ς. α η, --ί-

ο -υ

-ά ι-ο -α-

-ε

-ά-ά

ν αι -ς --ι--

νταςφλατισμδρογΤο τβαίν

Ωστμεθυτης εξαιέκφρρόνη

αρκεμάτιστοιtranμέσωνικο

χρωαριθπροκέχει κάθε

ρινικξυγόσε ν

βρίσσχήμδύο τεΐνηNADγια νλεκτμπλο[φάρφαρ450.

λαμβ

ς το αντίστοβίνης σε 4-υμό του αντίσγόνωση της 4τελευταίο στνει αμέσως μ

Υπάρχουτόσο, φαίνετυλχολανθρενίδιας ισομοιτίας της κατραση της FMη και καταστ

Στην κλετών φαρμάκια ανθρώπινοιχο οξείδιό τ

ns-ισομερούςω των ούρωνοτίνης αποτελ

Κυτοχρώμάτων P-450θμό ξενοβιοτκύπτουν δραβρεθεί στο ε ιστό.

Όλα τα κό δακτύλιο.όνωσης», στηνερό με τη βο

Σύμφωνσκεται ο τριμα). Το σύμπηλεκτρόνια η έχει την ιDPH-κυτοχρνα σχηματίστρόνια που ηοκο [φάρμακρμακο-Fe+3Oμάκου και τ.

Τα κυτοβάνονται:

-Aλειφα-Eποξείδ-Οξυγόν-Απαλκυ

οιχο υπεροξυδροξυφλαβίντοιχου προϊό4-υδροξυφλατάδιο είναι σμετά την οξείυν αρκετές οται ότι ακονίου προκαλερφής στα ποταστολής τηςMΟ1 στα μικτέλλεται απόλινική πράξηκων και ξενοου ήπατος, ητης, μέσω σς, το οποίο εν των καπνιλούν ένα in vώματα P-450 είναι ίσως τικών στη βαστικά ενδιάηπατικό ενδ

ένζυμα Ρ-45. Η βασική αην οποία έναοήθεια του N

να με την παισθενής σίδηπλοκο αυτό από το NADικανότητα ναρώματος C). σει ένα καινοη φλαβοπρωτκο-Fe+2O2

-], O]. Η τελευτατρισθενή σίδ

οχρώματα Ρ-

ατική ή αρωμδωση διπλούνωση ετεροαυλίωση ετερο

είδιο (σχετικνη συνοδεύεόντος οξείδωαβίνης απελεσημαντικό καίδωση του υπομοιότητες αλουθούν άλεί μάλλον ανοντίκια παρος έκφρασης πκροσωμάτια ό την οιστραδ, το ένζυμο τοβιοτικών στη FMO3, είναστεροειδικής είναι και το στών. Με τοvivo δείκτη δ

50. Ανάμεσα το σημαντικιομετατροπήάμεσα προϊόνδοπλασματικ

50 είναι αιμοαντίδραση ποα άτομο οξυγ

NADPH:

αραπάνω αντηρος δημιου(φάρμακο-Fe

DPH, το ένα α αναγάγει τΤο ανηγμένούργιο σύμπλτεΐνη έχει απτο οποίο με αία μορφή δηρο που ξαν

-450 καταλύ

ματική υδροξύ δεσμού. τόμου (S-, Nοατόμου (O-

52

κά σταθερήεται από μετωσης. Στο τεευθερώνει Nαθώς καθορίποστρώματοςανάμεσα στιςλλες διεργασναστολή παρουσιάζεται φπου προκαλετου ανθρώπδιόλη. της FMO πατον άνθρωποαι υπεύθυνηαντίδρασηςμοναδικό πον τρόπο αυδραστικότηταστα ένζυμα κότερο όσον ή των οποίωντα. Η υψηλκό δίκτυο (μ

οπρωτεΐνες καου καταλύει γόνου εισάγε

τίδραση, το ργώντας το e+3) ανάγετααπό τα οποίτο κυτόχρωνο σύμπλοκολοκο [φάρμαποσπάσει απδύο πρωτόνιδιασπάται πεναδημιουργε

ύουν μια σειρ

ξυλίωση.

N- ή I-) και Ν-, S- ή N-).

μορφή). Ηαφορά του οελικό στάδιο

NADP+, καθώίζει την ταχύς. ς μιροσωμιακσίες ρύθμισηρά επαγωγή τφυλετικά διαεί η τεστοστπινου ήπατος

αίζει σημαντιο. Η κύρια ι για τη βιομς. Η FMO3 προϊόν του πτόν, τα επίπας της FMO3της μεταβολαφορά την κ

ων συμμετέχελότερη συγκμικροσωμάτια

αι περιέχουνένα κυτόχρωεται στο υπό

φάρμακο συσύμπλοκο

αι από μία φλία το μεταφέμα C και γιο [φάρμακο-Fακο-Fe+2O2].πό το NADPHια (2Η+) δίνεραιτέρω, παρεί την αρχική

ρά διαφορετ

Ν-υδροξυλίω

Η μετατροπή οξυγόνου στο της καταλυώς και FAD ύτητα της όλ

κές FMO καιης. Στους ετης έκφρασηαφοροποιούμερόνη. Το ανς, η οποία επ

ικό ρόλο στησομορφή τουετατροπή τηκαταλύει τοπαραπάνω οξεδα του Ν-13 στον άνθρωλικής φάσης καταλυτική εει. Σε πολλέκέντρωση τωα), αν και πρ

ν τρισθενή σίωμα Ρ-450 είνόστρωμα (RH

υνδέεται με τ[φάρμακο-ένλαβοπρωτεΐνρει στο σύμπια αυτό λέγεFe+2] συνδέε Στη συνέχεH προστίθετει δύο ενώσειράγοντας τηνή μορφή του

ικών αντιδρά

ση.

της 4-υδροο υπόστρωμαυτικής οξείδωστην οξειδωλης διαδικασ

ι τα κυτοχρώεπίμυες, η χης της FMO1μενη (θηλυκντίθετο συμβπάγεται με τ

ην πορεία βιου ενζύμου σης (S)-νικοτίνον σχηματισξειδίου που 1΄-οξειδίου τωπο. Ι, το σύστημευελιξία καιές περιπτώσων κυτοχρωμρακτικά ανιχ

ίδηρο (Fe3+) ίναι η «αντίδH) και ένα άλ

το ένζυμο σνζυμο] (βλέπνη (Fp1), η οπλοκο (η ίδιαεται και αναεται με μοριεια, το δεύτεται και σχημεις: νερό και ν οξειδωμένυ ενζύμου κυ

άσεων, στις

οξυ-υπεροξυα και σχημαωσης, η αφυωμένη μορφήσίας και συμ

ώματα P-450χορήγηση 3. Η έκφρασηκά>αρσενικάβαίνει με τηνην τεστοστε

ιομετατροπήςστα μικροσωνης στο αντίμό μόνο τουαποβάλλετατης trans-(S)

μα των κυτοτο συνολικόεις, μάλισταμάτων P-450χνεύονται σε

στον πορφυδραση μονοολλο ανάγετα

στη θέση πουπε ακόλουθοοποία αποσπάα φλαβοπρωαγωγάση τουιακό οξυγόνορο από τα ηματίζει το σύτο σύμπλοκονη μορφή τουυτόχρωμα P

οποίες περι

-α-

-ή. μ-

0. -η ) ν ε-

ς -ί-υ αι -

-ό α, 0 ε

--αι

υ ο ά -υ ο --ο υ -

ι-

χρώ«ειστέτανης [Fe+

ματίντίδστερετερχωρδύο σμούκό ο

σωμτον υποσμό ολουχκ.λ.πυπο-λύτε

από τα τ

-Mεταφο-Διάσπα-Αφυδρο

Τα παραματα Ρ-450.σάγεται» στοαρτη περίπτω(N-απαλκυλ

+3O] να εισάγίζοντας αλδερασης, ακολρικού δεσμούροατόμου στηούσα ομάδαάτομα υδρού (C=C, C=Oοξυγόνο του

Σε γενικμάτια του ήπαμεταβολισμόστρώματος τομοιότητας τχίας αμινοξέπ.). Σε δεύτε-οικογένειες ερη του 55%

Είναι γνάτομο σε άτων ενζύμων

ορά οξειδωτιαση εστέρωνογόνωση.

Σχήμα 2.1:

απάνω είδη . Στις πρώτεο υπόστρωμαωση, η οξυγόλίωση) ή του γεται στην οεΰδη ή κετόνλουθείται απύ που συμβαην οποία το α, παράγονταογόνου αποσπO ή C=N). Τσυμπλόκου. κές γραμμές,ατος έχουν τό ενδογενώντων ισοενζύμτου πρωτεϊνικέων μέχρι 40ερο στάδιο, γονιδίων (π

% θεωρούνταινωστό πλέοντομο, εξαιτίαΡ-450 είναι

ικών χαρακτ.

: Μικροσωμια

αντιδράσεωνς τρεις περιπα, για το οποόνωση του υπαιθερικού δμάδα του αλνη. Η οξυγόνό απόσπασηαίνει στην επατομικό οξυας το αντίστπώνται από Τα δύο αυτά

όλα τα ισοέην ικανότηταν και εξωγενώμων αυτών εκού τμήματο0% κατατάχτένζυμα με π.χ., 2Α, 2Β, ι μέλη της ίδ, ότι τα επίπας περιβαλλοδυνατό να π

53

τηριστικών ο

ακό ενζυμικό σ

ν καταλύοντπτώσεις, οξυοίο αποτελείποστρώματοδεσμού (O- ήλκυλίου που νωση του υπη της χαρακτπόμενη περίυγόνο του συοιχο αλδεϋδτο υπόστρωάτομα υδρογ

ένζυμα του κα να καταλύών ουσιών. Ηεπέβαλε ένα ος του μορίοτηκαν σε διαποσοστό ομο2C, 2D, κ.λιας υπο-οικοπεδα και οι δοντικών ή/καροκύψει από

ομάδων.

σύστημα των κ

ται με διαφουγόνο από τοί και τη μονος ακολουθείή S-απαλκυλίαποσπάται αποστρώματοςτηριστικής ετίπτωση μοιάυμπλόκου [Fδικό παράγωγμα προκαλώγόνου σχημα

κυτοχρώματοουν τις παραΗ ευρεία, κασύστημα ονυ. Έτσι, κυταφορετικές οοιότητας 40-λ.π.). Ένζυμαογένειας (π.χδραστικότητεαι γενετικών ό:

κυτοχρωμάτων

ορετικούς μηο σύμπλοκο ναδική αλλαγίται από διάσίωση), με το από το μόριος, που συμβατερο-ομάδαςζει με την α

Fe+3O] προσλγο. Στο τελεώντας το σχηατίζουν ένα μ

ος Ρ450 που απάνω επτά ααι συχνά επικοματολογίαςοχρώματα Ρ-οικογένειες γ-55% κατατάα που παρουσ., 2A1, 2A2,ες για κάθε έπαραγόντων

ν Ρ-450.

ηχανισμούς α[Fe+3O] μετγή του μορίοσπαση στη θο οξυγόνο τουο του υποστραίνει στο πέμς, ενώ η διάσαντίδραση απλαμβάνεται αευταίο είδοςηματισμό ενόμόριο νερού

εκφράζοντααντιδράσεις πκαλυπτόμενης που βασίζε-450 με ομογονιδίων (π.χάχτηκαν σε σιάζουν ομο, 2A3, κ.λ.π.)ένα ισοένζυμν. Μειωμένη

από τα κυτοαφέρεται καου του. Στηνθέση της αμίυ συμπλόκουρώματος σχημπτο είδος ασπαση του επαλκυλίωσηςαπό την αποαντίδρασης

ός διπλού δεμε το ατομι

αι στα μικροπου αφορούνη, προτίμησηεται στο βαθιότητα αλληχ., 1, 2, 3, 4διαφορετικέςοιότητα μεγα). μο διαφέρουνδραστικότη

-αι ν ί-υ ---ς -ς, -ι-

-ν η --

4, ς α-

ν -

54

-Γενετική μετάλλαξη, η οποία είτε παρεμποδίζει εντελώς τη σύνθεση είτε οδηγεί στη σύνθε-ση ενός καταλυτικά ανενεργού ενζύμου Ρ-450.

-Έκθεση σε κάποιον επιγενετικό παράγοντα (περιβαλλοντική χημική ουσία ή κάποια πάθηση) που μειώνει την έκφραση του ενζύμου.

-Έκθεση σε ενδογενείς ουσίες ή ξενοβιοτικά που αναστέλλουν ή απενεργοποιούν τα κυτο-χρώματα Ρ-450.

Μειώνοντας την έκφραση του κυτοχρώματος Ρ-450, ένα φάρμακο μπορεί να επηρεάσει την πορεία βιομετατροπής ενός άλλου, επηρεάζοντας, έτσι, το φαρμακολογικό ή τοξικολογικό αποτέλε-σμα του φαρμάκου αυτού.

Αυξημένα επίπεδα κυτοχρωμάτων Ρ-450 μπορεί να προέλθουν από: -Γονιδιακή ενεργοποίηση που οδηγεί στην υπερέκφραση του ενζύμου Ρ-450. -Έκθεση σε περιβαλλοντικούς παράγοντες (ξενοβιοτικές ουσίες) που επάγουν τη σύνθεση

του κυτοχρώματος Ρ-450. -Έκθεση σε κάποια ξενοβιοτική ουσία που ενεργοποιεί τα προϋπάρχοντα ένζυμα Ρ-450. Ένα φάρμακο, ενεργοποιώντας κάποιο κυτόχρωμα Ρ-450 ουσιαστικά επιτείνει τον μεταβο-

λισμό ενός δεύτερου φαρμάκου και με αυτόν τον τρόπο μπορεί να μειώσει ή να βελτιώσει τα θερα-πευτικά του αποτελέσματα. Τέτοιο παράδειγμα θεαματικής αλληλεπίδρασης έχουμε στην περίπτωση επαγωγής του μεταβολισμού της αιθυνυλοιστραδιόλης (αντισυλληπτικό φάρμακο) από φαινοβαρβι-τάλη ή ριφαμπικίνη, οπότε από τη μείωση του φαρμακολογικού αποτελέσματος μπορεί να προκύψει ανεπιθύμητη κύηση.

Τα ηπατικά μικροσωμιακά κυτοχρώματα Ρ-450 που παίρνουν μέρος στην πορεία βιομετα-σχηματισμού διαφόρων ξενοβιοτικών ουσιών ανήκουν συνήθως σε τρεις μεγάλες οικογένειες γονιδί-ων (CYP1, CYP2 και CYP3). Οι υπόλοιπες οικογένειες γονιδίων αφορούν κυρίως τον μεταβολισμό ενδογενών ουσιών. Στον άνθρωπο έχουν ανακαλυφθεί μέχρι τώρα 14 οικογένειες. Το κύριο σημείο έκφρασης των ισομορφών του κυτοχρώματος Ρ-450 που σχετίζονται με τον μεταβολισμό ξενοβιοτι-κών ουσιών είναι το ήπαρ. Αρκετά κυτοχρώματα Ρ-450 έχουν ανιχνευτεί σε άλλους ιστούς. Π.χ., τα μέλη των υπο-οικογενειών CYP2F και CYP4B εκφράζονται αποκλειστικά στους νεφρούς και τους πνεύμονες.

Στη συνέχεια, περιγράφονται τα κυτοχρώματα Ρ-450 που συμμετέχουν στον μεταβολισμό ξε-νοβιοτικών ουσιών και εκφράζονται στον άνθρωπο.

CYP1A1/1A2: Είναι μέλη της ίδιας οικογένειας CYP1A. Τα επίπεδα του CYP1A1 είναι χα-μηλά στο ήπαρ ενήλικων ατόμων και πιθανώς δεν συμμετέχουν στη γενική πορεία μεταβολισμού των ξενοβιοτικών. Εκφράζεται κυρίως σε εξωηπατικούς ιστούς (πνεύμονες, δέρμα, λεπτό έντερο, λεμφο-κύτταρα και πλακούντας), ιδιαίτερα όταν πρόκειται για καπνιστές. Έχει προταθεί ότι το ένζυμο CYP1A1 απαιτείται για σημαντικές ενδογενείς διεργασίες, όπως είναι η ρύθμιση της γενικότερης ο-μοιοστασίας του κυττάρου και η κυτταρική διαφοροποίηση. Έχουν αναγνωριστεί δύο διαφορετικές αλληλικές μορφές του CYP1A1, οι οποίες δεν διαφέρουν ως προς τη δραστικότητα.

Το ένζυμο CYP1A1 μεταβολίζει αρκετές ενώσεις που θεωρούνται καρκινογόνες για τον άν-θρωπο. Κλασικό παράδειγμα αποτελεί η μετατροπή του βενζο[α]πυρενίου (ΒαΡ) προς 7,8-διυδροδιολ-9,10-εποξείδιο, το οποίο αντιδρά με το DNA. Εξαιτίας του ρόλου του ενζύμου στη μετα-βολική ενεργοποίηση προκαρκινογόνων ουσιών, πιθανολογείται η συμμετοχή του σε μηχανισμούς χημικής καρκινογένεσης.

Αντίθετα με το CYP1A1, το CYP1A2 δεν εκφράζεται μόνο στο ήπαρ. Τα δύο αυτά ένζυμα καταλύουν την αντίδραση Ο-απαλκυλίωσης τόσο της 7-μεθοξυ-ρεσορουφίνης (MROD) όσο και της 7-αιθοξυ-ρεσορουφίνης (EROD). Από τις αντιδράσεις που καταλύει εκλεκτικά το CYP1A1, ξεχωρί-ζουν οι αντιδράσεις υδροξυλίωσης και εποξείδωσης του ΒαΡ. Το CYP1A2 συμμετέχει κατά προτίμη-ση στην Ν-υδροξυλίωση των αρωματικών αμινών (π.χ., 2-αμινοναφθαλένιο), αντίδραση που αποτελεί βασικό στάδιο για τη μετατροπή αυτών των ενώσεων σε καρκινογόνους μεταβολίτες. Το ίδιο ένζυμο καταλύει την Ο-απαλκυλίωση της φαινακετίνης και την 4-υδροξυλίωση της ακετανιλίδης, αντιδρά-σεις που αφορούν, επίσης, το μόριο της ακεταμινοφαίνης από το οποίο προκύπτει, τελικώς, μία τοξι-κή βενζο-ιμίνη.

Αν και τα δύο αυτά μέλη της οικογένειας CYP1A εκφράζονται σε όλα τα θηλαστικά, παρου-σιάζουν αρκετές διαφορές σε επίπεδο λειτουργίας και ρύθμισης. Π.χ., οι πολυκυκλικοί και πολυαλο-

55

γονωμένοι αρωματικοί υδρογονάνθρακες επάγουν τα δύο ένζυμα σε όλα τα είδη θηλαστικών που έ-χουν ελεγχθεί, ενώ η ομεπραζόλη είναι επαγωγέας των ενζύμων της CYP1A στους ανθρώπους, αλλά δεν είναι στο ποντίκι και το κουνέλι. Επίσης, σε μερικά είδη (π.χ., επίμυες) το CYP1A1 είναι πολύ αποτελεσματικότερο από το CYP1A2 στην κατάλυση της Ο-απαλκυλίωσης της 7-αιθοξυ-ρεσορουφίνης, ενώ το αντίθετο συμβαίνει στο κουνέλι. Στο ποντίκι, τα CYP1A1 και CYP1A2 κατα-λύουν την Ο-απαλκυλίωση της 7-αιθοξυ-ρεσορουφίνης με παρόμοιο ρυθμό. Στους επίμυες, τέλος, το CYP1A1 καταλύει εκλεκτικά την Ο-απαλκυλίωση της 7-αιθοξυ-ρεσορουφίνης (EROD), ενώ το CYP1A2 την Ο-απαλκυλίωση της 7-μεθοξυ-ρεσορουφίνης (MROD).

Η κεκαθαρμένη πρωτεΐνη του CYP1A2 καταλύει την Ο-αποαιθυλίωση της φαινακετίνης. Η καφεΐνη έχει χρησιμοποιηθεί ως ένας in vivo δείκτης των επιπέδων του CYP1A2. Επιπλέον, έχουν ανιχνευθεί «ταχείς» και «βραδείς» απομεθυλιωτές της καφεΐνης, αν και η γενετική βάση αυτής της διαφοροποίησης δεν έχει αποσαφηνιστεί.

Επίσης, η θεοφυλλίνη αποτελεί ειδικό υπόστρωμα για το ένζυμο αυτό στον άνθρωπο. Έτσι, η ταυτόχρονη χορήγηση θεοφυλλίνης με αναστολείς του CYP1A2 μπορεί να οδηγήσει σε επικίνδυνες καταστάσεις λόγω αλληλεπιδράσεων των φαρμάκων. Κλασικός αναστολέας των δύο ενζύμων της οικογένειας CYP1A αποτελεί η α-ναφθοφλαβόνη (δεν έχει χρησιμοποιηθεί in vivo στον άνθρωπο). Η φουραφυλλίνη είναι ισχυρός αναστολέας αρκετών αντιδράσεων του CYP1A2, ενώ δεν επηρεάζει ση-μαντικά το CYP1A1. Παρ’όλα αυτά, δεν είναι διαθέσιμη για in vivo θεραπεία αφού αλληλεπιδρά με την καφεΐνη. Η φλουβοξαμίνη, ένας ειδικός αναστολέας της επαναπρόσληψης σεροτονίνης, αναστέλ-λει επίσης το CYP1A2, όπως φαίνεται από την αναστολή του μεταβολισμού της θεοφυλλίνης και της Ο-αποαιθυλίωσης της φαινακετίνης. Η ελιπτισίνη τέλος, είναι αναστολέας του CYP1A1.

CYP2C9: Από το τέλος της δεκαετίας του ’70 ήταν ήδη γνωστή η γενετική πολυμορφία στο μεταβολισμό της τολβουταμίνης. Σε άτομα με βραδύ ρυθμό μεταβολισμού παρατηρούνται χαμηλά επίπεδα του CYP2C9, το οποίο καταλύει την αντίδραση μεθυλυδροξυλίωσης της τολβουταμίδης (στον μεταβολισμό τη τολβουταμίνης συμμετέχει και το CYP2C8, αλλά με μικρότερη εκλεκτικότητα σε σχέση με το CYP2C9). Η ίδια κατηγορία ατόμων παρουσιάζουν επίσης χαμηλή ικανότητα μετα-βολισμού της φαινυτοΐνης, επειδή το CYP2C9 καταλύει και την αντίδραση 4-υδροξυλίωσης της φαι-νυτοΐνης.

Το CYP2C9 είναι υπεύθυνο για την 4΄-υδροξυλίωση των μη στεροειδών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων δικλοφαινάκη, ναπροξένη και ιβουπροφαίνη, αλλά και για την 5΄-υδροξυλίωση της πιρο-ξικάμης και της τενοξικάμης. Το τιενιλικό οξύ, επίσης, μεταβολίζεται από το ίδιο ένζυμο σχηματίζο-ντας ιδιαιτέρως επικίνδυνα προϊόντα, και αυτό γιατί η ηλεκτρονιόφιλη σουλφοξιδική μορφή, στην οποία μετατρέπεται το τιενιλικό οξύ, μπορεί να αντιδράσει είτε με νερό σχηματίζοντας το 5’-υδροξυ-τιενιλικό οξύ ή με ένα πυρηνόφιλο αμινοξύ του ενζύμου και να σχηματίσει το αντίστοιχο προϊόν προσκόλλησης (adduct) που απενεργοποιεί το ένζυμο. Παράλληλα, το προϊόν αυτό είναι ανοσοδρα-στικό και έχει ενοχοποιηθεί για μια αλλεργικής μορφής ηπατίτιδα που εμφανίζεται σε περίπου έναν στους 10.000 ασθενείς στους οποίους χορηγήθηκε τιενιλικό οξύ ως διουρητικό φάρμακο.

Τέλος, το αντιμικροβιακό φάρμακο σουλφαφαιναζόλη αποτελεί ισχυρό και εκλεκτικό ανα-στολέα του CYP2C9 σε in vitro και in vivo συνθήκες. Η ουσία αυτή αναστέλλει τον μεταβολισμό αρ-κετών μη στεροειδών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων, όπως και της τολβουταμίνης, σε ισοδύναμες μά-λιστα συγκεντρώσεις.

CYP2C19: Περιπτώσεις γενετικής πολυμορφίας για τον μεταβολισμό του αντιεπιληπτικού φαρμάκου S-μεφαινυτοΐνη έχουν αναφερθεί ήδη από τη δεκαετία του '80. Πρόκειται για μειωμένη ικανότητα υδροξυλίωσης του αρωματικού δακτυλίου, ενώ δεν φαίνεται να επηρεάζεται η δεύτερη σημαντικότερη αντίδραση μεταβολισμού του φαρμάκου προς S-νιρβανόλη (Ν-απομεθυλίωση). Κατά συνέπεια, άτομα με μειωμένη ικανότητα μεταβολισμού της S-μεφαινυτοΐνης αποβάλλουν στα ούρα τους ελάχιστα ή καθόλου τα 4'-υδροξυλιωμένα παράγωγα, αλλά έχουν αυξημένες ποσότητες του με-ταβολίτη S-νιρβανόλη (S-φαινυλ-αιθυλ-υδαντοΐνη). Ταυτόχρονα, το ισοένζυμο του κυτοχρώματος Ρ-450 που είναι υπεύθυνο για τη γενετική αυτή πολυμορφία είναι σε μεγάλο βαθμό στερεοειδικό για το S-εναντιομερές της φαινυντοΐνης. Αντίθετα, το R-εναντιομερές δεν μετατρέπεται σε 4-υδροξυμεφαινυτοΐνη, αλλά απομεθυλιώνεται σε R-νιρβανόλη. Για τους παραπάνω λόγους, στην κλι-νική πράξη χρησιμοποιείται η μεσαντοΐνη, η οποία είναι ρακεμικό μείγμα R- και S-εναντιομερών. Σε

56

πληθυσμό Καυκάσιων, το CYP2C19 είναι αναποτελεσματικό σε ποσοστό περίπου 2-5%, ενώ ανεβαί-νει στο 12-23% για Ιάπωνες, Κινέζους και Κορεάτες.

Σύμφωνα με κλινικές παρατηρήσεις, το CYP2C19 χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του in vivo ρυθμού απομεθυλίωσης της διαζεπάμης καθώς και της 5-υδροξύλιωσης της ομεπραζόλης. Ε-πίσης, μετατρέπει την προγουανίλη στο δραστικό ανθελονοσιακό μεταβολίτη κυκλογουανίλη. Ανα-στολέας του ενζύμου, αλλά όχι ειδικός, είναι η ουσία τρανυλκυπρομίνη (αναστολέας της μονοαμινο-ξειδάσης).

CYP2C8 και CYP2C18: Η αντίδραση που καταλύεται κυρίως από το CYP2C8 είναι η αντί-δραση υδροξυλίωσης του ταξανικού δακτυλίου της ταξόλης. Κύρια προϊόντα της αντίδρασης είναι τα M5, VIII΄ και HM3. Ένα δευτερεύον προϊόν του μεταβολισμού της ταξόλης (προϊόν Μ4) σχηματίζε-ται με τη βοήθεια του ενζύμου CYP3A4. Το CYP2C8 καταλύει, όπως και το CYP2C9, τη μεθυλυ-δροξυλίωση της τολβουταμίδης. Όμως, εξαιτίας του μεγάλου Km και της μικρής Vmax της αντίδρα-σης, το CYP2C8 έχει αμελητέα συμμετοχή στην πορεία βιομετατροπής της τολβουταμίδης, σε in vivo συνθήκες. Αντίθετα, το CYP2C8 καταλύει την εποξείδωση της καρβαμαζεπίνης, αν και στα ανθρώπι-να μικροσωμάτια για την ίδια αντίδραση ευθύνεται κυρίως το CYP3A4.

Ο ρόλος του CYP2C18 δεν είναι ακόμη γνωστός. Τα επίπεδα του mRNA για το ένζυμο αυτό μεταβάλλονται ανεξάρτητα από τα αντίστοιχα επίπεδα των mRNA για τα CYP2C9 και CYP2C8, τα οποία φαίνεται ότι ακολουθούν κοινό μηχανισμό ρύθμισης.

CYP2D6: Είναι γνωστό, ότι πολλά άτομα έχουν χαρακτηριστικό φαινότυπο μεταβολισμού με ταχείς ή βραδείς ρυθμούς, για μια σειρά από φαρμακευτικές ουσίες (δεβρισοκίνη, σπαρτεΐνη, μπου-φουραλόλη και δεξτρομεθορφάνη). Είχε διαπιστωθεί, ότι το αντιυπερτασικό φάρμακο δεβρισοκίνη προκαλεί σημαντική και παρατεταμένη υπόταση σε ποσοστό 5-10% ασθενών. Αυτό οδήγησε στη δι-απίστωση ότι υπάρχει κάποια γενετική πολυμορφία στον μεταβολισμό της δεβρισοκίνης και της σπαρτεΐνης. Τα άτομα με βραδύ μεταβολισμό έχουν ανεπάρκεια του CYP2D6, το οποίο καταλύει την 4-υδροξυλίωση της δεβρισοκίνης και τη Δ2- και Δ5-οξείδωση της σπαρτεΐνης. Το ίδιο ένζυμο κατα-λύει και την Ο-απομεθυλίωση της κωδεΐνης, την οποία μετατρέπει σε μορφίνη. Κατά συνέπεια, η χο-ρήγηση κωδεΐνης σε ασθενείς θα έχει περιορισμένο αναλγητικό αποτέλεσμα, εάν υπάρχει φαινότυπος ανεπάρκειας του CYP2D6.

Η πολυμορφία του CYP2D6 έχει προφανή κλινική σημασία, καθώς αρκετά φάρμακα, όπως β-αδρενεργικοί αναστολείς (προπρανολόνη, μετοπρολόλη, κ.ά.), τρικυκλικά αντικαταθλιπτικά (αμι-τριπτυλίνη, ιμιπραμίνη, κ.ά.) και αναλγητικά (κωδεΐνη, δεξτρομεθορφάνη, κ.ά.) αποτελούν υποστρώ-ματά του. Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τις ουσίες εκείνες που μεταβολίζονται από το CYP2D6, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για φάρμακα με μικρό θεραπευτικό εύρος (δηλαδή όταν η θεραπευτική δόση δεν απέχει σημαντικά από την τοξική). Είναι προφανές, ότι ο μεταβολισμός ενός φαρμάκου αποκτά ιδιαίτερη βαρύτητα, όταν υπάρχει το ενδεχόμενο αλληλεπιδράσεων με άλλες ουσίες που αποτελούν υποστρώματα για το CYP2D6.

Η βιομετατροπή διαφόρων ουσιών από το CYP2D6 συμβαίνει σε απόσταση 5-7 Å από ένα βασικό άτομο αζώτου, το οποίο αντιδρά με ένα ανιοντικό υπόλειμμα (Glu301) του ενζύμου, στο ση-μείο πρόσδεσης του υποστρώματος. Η κινιδίνη αντιδρά εκλεκτικά με το ανιοντικό σημείο πρόσδεσης του CYP2D6, αλλά δεν αποτελεί υπόστρωμα αυτού του ενζύμου, επειδή αδυνατεί να οξειδωθεί σε απόσταση μεγαλύτερη των 7 Å από το βασικό άτομο αζώτου. Αποτέλεσμα της σύνδεσης της κινιδί-νης στο ενεργό ενζυμικό σημείο είναι η εκλεκτική αναστολή του CYP2D6. Επίσης, τα νεότερα αντι-καταθλιπτικά που δρουν ως ειδικοί αναστολείς της επαναπρόσληψης της σεροτονίνης (φλουοξετίνη, παροξετίνη, κ.ά.) είναι υποστρώματα ή/και αναστολείς του CYP2D6.

CYP2E1: Εκτός από την αιθανόλη, το CYP2E1 καταλύει τη βιομετατροπή ενός μεγάλου α-ριθμού αλογονωμένων αλκανίων. Εκφράζεται σε βασικά επίπεδα στο ήπαρ του ανθρώπου, καθώς και σε άλλους ιστούς (νεφροί, πνεύμονες και λεμφοκύτταρα). Τα επίπεδα του ενζύμου δεν διαφέρουν σημαντικά από άτομο σε άτομο.

Πάνω από 60 ουσίες έχουν αποδειχθεί υποστρώματα για το ένζυμο. Τα περισσότερα από αυ-τά είναι καρκινογόνα ή τοξικές ουσίες. Το CYP2E1 επάγεται από την αιθανόλη και την ισονιαζίδη. Η απομεθυλίωση της καφεΐνης προς σχηματισμό θεοβρωμίνης και θεοφυλλίνης αποτελεί χαρακτηριστι-κό παράδειγμα αντίδρασης που καταλύεται από το CYP2E1. Η μεταβολική ενεργοποίηση της ακετα-μινοφαίνης στον ηπατοτοξικό μεταβολίτη της Ν-ακετυλοβενζοκινονιμίνη είναι ένα άλλο τέτοιο πα-

57

ράδειγμα. Ο μηχανισμός με τον οποίο το οινόπνευμα ενισχύει τα ηπατοτοξικά αποτελέσματα της α-κεταμινοφαίνης περιλαμβάνει την αύξηση της μεταβολικής ενεργοποίησης της ακεταμινοφαίνης ε-ξαιτίας της επαγωγής του CYP2E1, παράλληλα με την ελαττωμένη πορεία απενεργοποίησής της ε-ξαιτίας των χαμηλών επιπέδων ενδογενούς γλουταθειόνης. Η επαγωγή του ενζύμου από την ισονιαζί-δη ενεργοποιεί την αφαλογόνωση των εισπνεόμενων αναισθητικών (ισοφλουράνιο). Έχουν αναφερ-θεί μερικές ουσίες-αναστολείς του CYP2E1. Η δισουλφιράμη, π.χ., αναστέλλει το ένζυμο, μέσω του κύριου μεταβολίτη της (διαιθυλ-διθειο-καρβαμικό οξύ) που, εκτός από το CYP2E1, αναστέλλει επί-σης και το CYP2A6.

Στα ανθρώπινα μικροσωμάτια του ήπατος, η ενζυμική δραστικότητα του CYP2E1 μπορεί να μετρηθεί μέσω της 6-υδροξυλίωσης της χλωροζοξαζόνης και την υδροξυλίωση της π-νιτροφαινόλης. Η 6-υδροξυλίωση της χλωροζοξαζόνης καταλύεται και από το CYP1A1, το οποίο, όμως, δεν εκφρά-ζεται στο ανθρώπινο ήπαρ.

CYP3A: Μέλη της υπο-οικογένειας αυτής είναι το CYP3A4, το CYP3A5 και το CYP3A7. Τα ένζυμα αυτά παίζουν κεντρικό ρόλο στον μεταβολισμό των φαρμάκων, δεδομένου ότι αφθονούν στο ήπαρ του ανθρώπου (20-60%). Επιπλέον, το CYP3A4 εκφράζεται και στο λεπτό έντερο, όπου επίσης συμμετέχει στον μεταβολισμό των ξενοβιοτικών. Το CYP3A4 εκφράζεται στο ήπαρ όλων των ανθρώπων και καταλύει τον μεταβολισμό του 50% περίπου των φαρμακευτικών ουσιών που κυκλο-φορούν στην αγορά. Η πρωτεΐνη του CYP3A5 εκφράζεται σε ανιχνεύσιμα επίπεδα στο ήπαρ του 25% περίπου του ανθρώπινου πληθυσμού. Το τρίτο μέλος της υπο-οικογένειας, το CYP3A7 εκφράζεται ιδιαίτερα στο ήπαρ ανθρώπινων εμβρύων. Ως υποστρώματα για τα παραπάνω ένζυμα αναφέρονται αρκετές ουσίες με πολύ διαφορετική χημική δομή, στις οποίες περιλαμβάνονται διάφορα αντιβιοτικά, τα στεροειδή, οι βενζοδιαζεπίνες και άλλες ουσίες.

Όλα τα μέλη αυτής της υπο-οικογένειας έχουν την ίδια εκλεκτικότητα ως προς τα υποστρώ-ματα. Π.χ., μεταβολίζουν πολλά φάρμακα όπως την κορτιζόλη, την κινιδίνη, τη νιφεδιπίνη, τη διλτια-ζέμη, τη λιδοκαϊνη, τη λοβαστατίνη, την ερυθρομυκίνη, την κυκλοσπορίνη, τη βαρφαρίνη, την τρια-ζολάμη και τη μιδαζολάμη. Επίσης, πολλά προ-καρκινογόνα (π.χ., AFB1) ενεργοποιούνται από τα ένζυμα της υπο-οικογένειας CYP3A. Ειδικά το CYP3A4 καταλύει αποτελεσματικά την οξείδωση της τεστοστερόνης, της προγεστερόνης και της ανδροστενεδιόνης.

Στον άνθρωπο, τα ένζυμα CYP3A επάγονται από αρκετά φάρμακα, όπως η ριφαμπικίνη, η δεξαμεθαζόνη, η φαινοβαρβιτάλη και η φαινυτοΐνη. Αναστολείς των παραπάνω ενζύμων είναι τα ιμι-δαζολικά παράγωγα που χρησιμοποιούνται ως αντιμυκητικά (π.χ., κετοκοναζόλη και κλοτριμαζόλη), ορισμένα αντιβιοτικά (ερυθρομυκίνη και τρολεανδομυκίνη), η γεστοδένη (ανάλογο της προγεστερό-νης) και μερικά φλαβονικά συστατικά του γκρέιπφρουτ. Φαίνεται ότι οι φλαβονικές ενώσεις επενερ-γούν με κάποιο μηχανισμό αναγωγής της πρωτεΐνης του CYP3A4 στο λεπτό έντερο, και δεν εμφανί-ζουν ανταγωνισμό ως υποστρώματα. Άλλωστε, παρά την ανασταλτική δράση της ναρινγενίνης (φλα-βόνη του γκρέιπφρουτ) στα ένζυμα της υπο-οικογένειας CYP3A, ορισμένες άλλες φλαβόνες, όπως η α-ναφθοφλαβόνη (7,8-βενζοφλαβόνη), ενεργοποιούν τα ένζυμα αυτά in vitro.

6.2.Μεταβολική φάση ΙΙ

Η δεύτερη μεταβολική φάση των φαρμάκων περιλαμβάνει τις αντιδράσεις εκείνες που οδη-γούν στην προσθήκη κάποιου φυσιολογικού υδατοδιαλυτού μορίου. Στις αντιδράσεις σύζευξης υπά-γεται η προσθήκη γλυκουρονικού οξέος, θειικού οξέος, αμινοξέων, γλουταθειόνης, ακετυλίου και μεθυλίου. Η σύζευξη με κάποια από αυτές τις φυσιολογικές ενώσεις θα γίνει, εάν το μόριο του φαρ-μάκου περιέχει μια από τις ακόλουθες ομάδες: υδροξύλιο, καρβοξύλιο, πρωτοταγή ή δευτεροταγή αμινομάδα και σουλφυδρύλιο. Όπως είναι ευνόητο, φάρμακα που περιέχουν μια ή περισσότερες από αυτές τις ομάδες μπορούν να εισέλθουν κατ’ευθείαν στη δεύτερη μεταβολική φάση, χωρίς να προη-γηθεί η πρώτη. Εκτός από τη φαρμακολογική αδρανοποίηση, οι αντιδράσεις σύζευξης καθιστούν το φάρμακο λιγότερο λιποδιαλυτό, δηλαδή επιταχύνουν την απομάκρυνσή του από τον οργανισμό. Ω-στόσο, στον γενικό αυτόν κανόνα υπάρχουν και αρκετές αξιοσημείωτες εξαιρέσεις, με την έννοια ότι

58

τα συνθετικά αυτά προϊόντα μπορεί να διατηρούν ορισμένες σημαντικές φαρμακολογικές ιδιότητες, ή να είναι λιγότερο υδατοδιαλυτά μόρια από τις αντίστοιχες πρωτογενείς ενώσεις.

6.2.1.Σύζευξη με γλυκουρονικό οξύ

Αποτελεί τον κοινότερο τύπο συνθετικών αντιδράσεων και γίνεται με το γλυκουρονικό οξύ (προϊόν του μεταβολισμού της γλυκόζης που απαντά σε μεγάλες ποσότητες μέσα στο ηπατοκύτταρο). Δότης γλυκουρονικού οξέος είναι το ενεργοποιημένο μόριο ουριδινοδιφωσφορο-γλυκουρονικό οξύ (UDPGA). Η σύνδεση γίνεται στα μικροσωμάτια με την κατάλυση της UDP-γλυκουρονοσυλ-τρανσφεράσης, ενός ενζύμου με λιποπρωτεϊνική φύση, το οποίο είναι εμπεδωμένο στο εσωτερικό μέρος της μεμβράνης των μικροσωματίων. Το UDPGA μεταφέρεται ενεργητικά εντός του αυλού των μικροσωματίων.

Η σύνδεση του γλυκουρονικού οξέος μπορεί να γίνει στο -ΟΗ αλειφατικών αλκοολών και φαινολών και να σχηματίσει αιθερικό δεσμό ή στο -COOH καρβοξυλικών ενώσεων και να σχηματί-σει εστερικό δεσμό (Ο-γλυκουρονίδια). Ορισμένα φάρμακα φέρουν καρβοξυλική ομάδα σε τέτοια θέση, ώστε να προκύπτουν βιολογικώς δραστικά ακυλογλυκουρονίδια (π.χ., δικλοφαινάκη, τολμετί-νη, κετοπροφαίνη). Όταν η σύνδεση γίνεται με αμινομάδα δευτεροταγών αλειφατικών ή αρωματικών αμινών, σχηματίζονται Ν-γλυκουρονίδια (π.χ., σουλφοναμίδες) και όταν γίνεται με σουλφυδρύλιο (-SH) σχηματίζονται S-γλυκουρονίδια (π.χ., δισουλφιράμη). Τα γλυκουρονίδια ιονίζονται σε μεγάλο βαθμό και, έτσι, απομακρύνονται γρήγορα με τα ούρα.

Όταν το ξενοβιοτικό έχει Μ.Β. μεγαλύτερο από 350 D, τα γλυκουρονίδια που προκύπτουν απεκκρίνονται στη χολή, αλλά λόγω της παρουσίας του ενζύμου β-γλυκουρονιδάση των εντερικών μικροβίων μπορεί να διασπαστούν μέσα στον εντερικό αυλό και να εισέλθουν στην εντερο-ηπατική κυκλοφορία. Αυτό σημαίνει παράταση της παραμονής μέσα στον οργανισμό ορισμένων βιολογικώς δραστικών ουσιών. Τα γλυκουρονίδια φαρμάκων με μικρότερο Μ.Β., συνήθως, απεκκρίνονται από τους νεφρούς.

Το μικροσωμιακό ένζυμο UDP-γλυκουρονοσυλ-τρανσφεράση ανιχνεύεται κυρίως στο ήπαρ, αλλά υπάρχει, επίσης, στον εντερικό βλεννογόνο, τους νεφρούς, το δέρμα, τον εγκέφαλο (παρεγκε-φαλίδα και θάλαμος), τον οσφρητικό βλεννογόνο, τον σπλήνα, τον προστάτη, τους όρχεις, τις επιδι-δυμίδες, τις ωοθήκες και τους μαζικούς αδένες.

Η γλυκουρονιδοποίηση θεωρείται μα ενζυμική αντίδραση χαμηλής χημικής συγγένειας, αλλά με μεγάλη ικανότητα κορεσμού.

Στο ανθρώπινο ήπαρ συντίθενται πολλά ισοένζυμα της UDP-γλυκουρονοσυλ-τρνασφεράσης, είτε από ένα γονιδιακό τόπο (UGT1) είτε από το σύνολο των γονιδίων UGT2Β (UGT2B4, 6, 7, 8, 9, 10, 11). Στο γονίδιο UGT1, το εξόνιο 1 έχει μορφή εναλλασσόμενων αναδιπλώσεων, ενώ τα εξόνια 2-5 παρουσιάζουν σχετικά σταθερή μεταγραφική ικανότητα. Η ποικιλότητα των αναδιπλώσεων του εξονίου 1 εξηγεί την αποκωδικοποίηση τουλάχιστον έξι ισοενζύμων από το γονίδιο UGT1.

Ορισμένα άτομα εμφανίζουν συγγενή υπερχολερυθριναιμία, η οποία οφείλεται σε διαταραχή της σύνθεσης των ισοενζύμων UGT1.1 και UGT1.4 που προέρχονται από το γονίδιο UGT1 και είναι απαραίτητα για τη γλυκουρονιδοποίηση της χολερυθρίνης (κυρίως το UGT1.1). Ανάλογη διαταραχή εμφανίζουν οι επίμυες του στελέχους Gunn, οι οποίοι έχουν αποτελέσει χρήσιμο πειραματικό μοντέ-λο στη διερεύνηση της γλυκουρονικής οδού. Μεταλλάξεις των εξονίων 2-5, οι οποίες συμμετέχουν στην αποκωδικοποίηση όλων των ισοενζύμων της UDP-γλυκουρονοσυλ-τρανσφεράσης, έχουν ανι-χνευτεί σε ασθενείς με σύνδρομο Crigler-Najjar τύπου Ι, οι οποίοι εμφανίζουν βαριά υπερχολερυθρι-ναιμία και πλήρη απώλεια της ικανότητας για σύνθεση γλυκουρονιδίων της χολερυθρίνης. Η ίδια δια-ταραχή μπορεί, επίσης, να παρατηρηθεί σε περίπτωση ορισμένων μεταλλάξεων του εξονίου 1, από τις οποίες προκύπτει αδυναμία σύνθεσης του ισοενζύμου UGT1.1. Συνήθως, όμως, οι μεταλλάξεις του εξονίου 1 στο γονίδιο UGT1 απλώς μειώνουν και δεν καταργούν τη γλυκουρονιδοποίηση της χολε-ρυθρίνης (σύνδρομο Crigler-Najjar τύπου ΙΙ). Ελαφριάς μορφής μεταλλάξεις των εξονίων 2-5 παρα-τηρούνται και στο σύνδρομο Gilbert, το οποίο χαρακτηρίζεται, επίσης, από ήπια υπερχολερυθριναι-μία.

59

Το σύνδρομο Gilbert παρουσιάζεται σε ποσοστό 5-7% του γενικού πληθυσμού και έχει δια-πιστωθεί ότι τα άτομα αυτά έχουν απλώς μειωμένη ικανότητα σύνθεσης γλυκουρονοσυλ-τρανσφεράσης από το γονίδιο UGT1. Οι ήπιες μορφές υπερχολερυθριναιμίας (σύνδρομο Crigler-Najjar τύπου ΙΙ και σύνδρομο Gilbert) υποχωρούν με τη χορήγηση φαινοβαρβιτάλης, η οποία επάγει τα ισοένζυμα UGT1.1 και UGT1.4.

Κλινική σημασία της ενζυμικής πολυμορφίας: α) Σύνδρομο Crigler-Najjar τύπου I. Τα νεογνά αναπτύσσουν πολύ υψηλά επίπεδα ελεύθερης χολερυθρίνης στο αίμα [340-770

μmol/L (20-45 mg/dL)]. Οι λειτουργικές δοκιμασίες και η ιστολογία του ήπατος είναι φυσιολογικές. Η πλήρης αδυναμία σύνθεσης γλυκουρονιδίων της χολερυθρίνης έχει ως αποτέλεσμα την απουσία χολοχρωστικών στη χολή και στα κόπρανα. Συνήθως, αναπτύσσεται πυρηνικός ίκτερος, ο οποίος ο-δηγεί στον θάνατο τους πρώτους μήνες της ζωής. Αναφέρονται σπάνια περιστατικά που επέζησαν μέχρι την ηλικία των είκοσι ή ακόμη και των τριάντα ετών.

β) Σύνδρομο Crigler-Najjar τύπου IΙ. Η γλυκουρονιδοποίηση της χολερυθρίνης είναι ικανοποιητική και υπάρχει μόνον ήπια υπερ-

χολερυθριναιμία (ελεύθερη χολερυθρίνη αίματος 103-340 μmol/L, ή 6-20 mg/dL). Νευρολογικές δια-ταραχές από πυρηνικό ίκτερο είναι εξαιρετικά σπάνιες. Συνήθως, ίκτερος εμφανίζεται μετά την εφη-βεία.

Στους ασθενείς αυτούς, η φαινοβαρβιτάλη μπορεί να μειώσει αισθητά τα επίπεδα της ελεύθε-ρης χολερυθρίνης. Η κλινική πορεία είναι ήπια, όταν οι τιμές της χολερυθρίνης δεν ξεπερνούν τα 340 μmol/L (20 mg/dL).

γ) Σύνδρομο Gilbert. Πρόκειται για κληρονομική διαταραχή που απαντά με σχετικώς υψηλή συχνότητα στον γενι-

κό πληθυσμό (3-10%). Η ικανότητα σύνθεσης γλυκουρονιδίων της χολερυθρίνης αντιστοιχεί, περί-που, στο 30% της φυσιολογικής. Μερικοί ασθενείς εμφανίζουν αυξημένη αιμόλυση, με παράλληλη μείωση της πρόσληψης χολερυθρίνης από τα ηπατοκύτταρα. Έχει διαπιστωθεί ότι στο γονιδιακό τόπο UGT1 υπάρχουν δύο επιπλέον νουκλεοτίδια (TA) στο σημείο του γονιδίου που αντιστοιχεί στον προ-αγωγέα (στοιχείο ΤΑΤΑΑ), τα οποία περιορίζουν τη διαδικασία μεταγραφής του γονιδίου.

Από πειραματικά δεδομένα και από κλινικές παρατηρήσεις, έχει διαπιστωθεί ότι η γλυκουρο-νιδοποίηση επιταχύνεται εάν χορηγηθούν τα φάρμακα φαινοβαρβιτάλη, πριμιδόνη, υδαντοΐνες, κλο-φιβράτη, και τα per os αντισυλληπτικά. Επίσης, επαγωγικές ιδιότητες έχει το κάπνισμα, καθώς και η βουτυλο-υδροκινόνη, η 2,3,7,8-τετραχλωροδιβενζο-διοξίνη (TCDD), το 3-μεθυλχολανθρένιο και το πρεγνενολονο-16α-καρβονιτρίλιο (PCN).

Ειδικότερα, η φαινοβαρβιτάλη, η πριμιδόνη, η κλοφιβράτη και οι υδαντοΐνες επάγουν κυρίως τα ισοένζυμα UGT1.1 και UGT1.4, τα οποία συζεύγνουν τη χολερυθρίνη, καθώς και μεγαλομόρια με πολύπλοκη χωροδιάταξη, όπως η χλωραμφαινικόλη και η μορφίνη. Παράλληλη επαγωγή εμφανίζει το γονίδιο CYP2B, το οποίο κωδικοποιεί ένα κυτόχρωμα P-450.

Tο 3-μεθυλχολανθρένιο επάγει το ισοένζυμο UGT1.6, το οποίο αντιδρά με μόρια επίπεδης χωροδιάταξης, όπως η 1-ναφθόλη. Η απάντηση αυτή εμφανίζει λειτουργική συστοιχία με την επαγω-γή του γονιδίου CYP1A, το οποίο κωδικοποιεί το κυτόχρωμα P-450 που υδροξυλιώνει τους πολυκυ-κλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες. Η δράση του επαγωγέα αποδίδεται σε ενεργοποίηση του κυτταρικού υποδοχέα Ah (Aryl hydrocarbon receptor). Τέλος, το TCDD επάγει τα ισοένζυμα UGT1.6 και UGT1.9, ενώ το PCN τη γλυκουρονιδοποίηση ενός παραγώγου της διγιτοξιγενίνης.

Αναστολή: Η έλλειψη ειδικών αναστολέων της UDP-γλυκουρονοσυλ-τρανσφεράσης δημι-ουργεί αρκετές δυσκολίες στη μελέτη και την κατανόηση των μηχανισμών ρύθμισης της γλυκουρονι-δοποίησης. Μη ειδική ανταγωνιστική ‘αναστολή υποστρώματος’ έχει περιγραφεί in vivo για τις ουσί-ες προβενεσίδη και μετυραπόνη. Το ισοένζυμο UGT2B7 υφίσταται μη αναστρέψιμη αναστολή in vitro από την παρουσία γλυκουρονιδίων της κετοπροφαίνης και του λιθοχολικού οξέος.

Με δεδομένη την περιορισμένη εκλεκτικότητα των ισοενζύμων της UDP-γλυκουρονοσυλ-τρανσφεράσης είναι φυσικό να υφίστανται γλυκουρονιδοποίηση πάρα πολλές χημικές ουσίες, είτε χωρίς προηγούμενη βιομετατροπή («άμεσα» υποστρώματα) είτε μετά από ενεργοποίηση μέσα στον οργανισμό με κάποια από τις αντιδράσεις της φάσης Ι («έμμεσα» υποστρώματα)(Πίνακας 2.3).

60

Πίνακας 2.3.

Ενδογενείς και εξωγενείς ουσίες που αποτελούν υπόστρωματα για το ένζυμο UDP-γλυκουρονοσυλ-τρανσφεράση.

ΑΜΕΣΑ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΑ ΕΜΜΕΣΑ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΑ

Ο-Γλυκουρονίδια (αιθέρες)

Δεξτρορφάνη Ακαρβόζη (μείωση γλυκόζης αίματος) Διαιθυλοστιλβοιστρόλη Ακεταμινοφαίνη (Παρακεταμόλη) (αντιπυρετικό) Εξοβαρβιτάλη Αλδοστερόνη (αλατοκορτικοειδές) Θυροξίνη Αλπραζολάμη (υπνωτικό) Μορφίνη Αμιτρυπτιλίνη (αντικαταθλιπτικό) Οιστρόνη Αναστροζόλη (αντινεοπλασματικό) Οξαζεπάμη Ανδροστανδιόνη (ανδρογόνο) Προγεστερόνη Βικαλουταμίδη (αντινεοπλασματικό) Τεμαζεπάμη Βιταμίνη Ε Τεστοστερόνη Βρωμαζεπάμη (κατασταλτικό) Τριχλωροαιθανόλη Γκριζεοφουλβίνη (μυκητοκτόνο) Χλωραμφαινικόλη Δαψόνη (αντιλεπρικό) Δεσογεστρέλη (προγεστερινοειδές, αντισυλληπτικό)

Ο-Γλυκουρονίδια (εστέρες) Δεζοκίνη (ναρκωτικό αναλγητικό) Βαλπροϊκό οξύ Διλοξανίδη (αντιπρωτοζωϊκό) Δικλοφαινάκη Δοξεπίνη (αντιισταμινικό) Διφλουνιζάλη Ζιδοβουδίνη (HIV) Ετοδολάκη Θειαβενδαζόλη (ανθελμινθικό) Ζομεπιράκη Θειακεταζόνη (αντιφυματικό) Ιβουπροφαίνη Ινδιναβίρη (αναστολέας πρωτεάσης HIV) Κετοπροφαίνη Ιρινοτεκάνη (αναστολέας τοποϊσομεράσης HIV) Λοπανοϊκό οξύ Ιωδοκινόλη (εντερικό αντισηπτικό) Προβενεσίδη Καρβεδιλόλη (β-αναστολέας) Σουπροφαίνη Κετορολάκη (NSAID) Τολμετίνη Κλοφιβράτη (μείωση χοληστερόλης) (Χολερυθρίνη) Λαμοτριγίνη (αντιεπιληπτικό) Μαπροτιλίνη (αντικαταθλιπτικό)

Ν-Γλυκουρονίδια Μετοκλοπραμίδη (αντιεμετικό) Μεπροβαμάτη Μετρονιδαζόλη (αντιπρωτοζωϊκό, αντιμικροβιακό) Σουλφαμεθειοξίνη Μετυραπόνη (διαγνωστικό) Σουλφαθειαζόλη Μιδαζολάμη (κατασταλτικό) Σουλφισοξαζόλη Μιρταζαπίνη (αντικαταθλιπτικό) Τριπελενναμίνη Μυκοφαινολικό οξύ (ανοσοκατασταλτικό) Ναλμεφαίνη (ανταγωνιστής οπιούχων)

S-Γλυκουρονίδια Νορεθινδρόνη (προγεσταγόνο) Διαιθυλοδιθειοκαρβαμικό οξύ Οιστριόλη (ορμονική υποκατάσταση) C-Γλυκουρονίδια Ολανζαπίνη (αντιψυχωτικό) Σουλφινοπυραζόνη Ονδανσετρόνη (αντιεμετικό) Φαινυλοβουταζόνη Οξαπροζίνη (NSAID) Παροξετίνη (αντικαταθλιπτικό) Προποφόλη (αναισθητικό) Προπυλοθειουρακίλη (αντιθυρεοειδικό) Ρακεμεθειονίνη (οξίνιση ούρων, δηλητηρίαση με πα-

61

ρακεταμόλη) Ριλουζόλη (πλαγία αμυοτροφική σκλήρυνση) Ριμανταδίνη (ιοστατικό) Ριτοδρίνη (χάλαση μυομητρίου) Σερτραλίνη (αντικαταθλιπτικό) Σουλφινοπυραζόνη (ουρική αρθρίτιδα) Σπαρφλοξακίνη (αντιμικροβιακό) Σουλινδάκη (NSAID) Σουματριπτάνη (κατά της ημικρανίας) Τραμαδόλη (κεντρικό αναλγητικό) Τριμετρεξάτη (αντιπρωτοζωϊκό) Τρογλιταζόνη (αντιδιαβητικό) Φλουοξετίνη (αντικαταθλιπτικό) Φλουοξυμεστερόνη (ανδρογόνο) Χλωροφαινεσίνη (κεντρικό μυοχαλαρωτικό)

Σημασία της σύνθεσης γλυκουρονιδίων στην κλινική πράξη α) Μεταβολή της δραστικότητας των χημικών ενώσεων Όπως δείχνει η πληθώρα των φαρμάκων που υφίστανται γλυκουρονιδοποίηση, αυτός ο τύπος

συνθετικών αντιδράσεων κατέχει κεντρική θέση στη βιομετατροπή των ξενοβιοτικών. Αξίζει να ση-μειωθεί ότι, ακόμη και σε βαριάς μορφής ηπατοπάθειες, η μεγάλη ικανότητα κορεσμού των αντιδρά-σεων αυτών επηρεάζεται ελάχιστα. Μόνο στα τελικά στάδια της ηπατικής κίρρωσης είναι δυνατόν να παρουσιαστεί κάποια μείωση στη γλυκουρονιδοποίηση των φαρμάκων. Το φαινόμενο αυτό εξηγείται μάλλον από το γεγονός ότι, επιπλέον του ήπατος, οι UDP-γλυκουρονοσυλ-τρανσφεράσες απαντούν και σε πολλούς άλλους ιστούς.

Αδρανή και δραστικά γλυκουρονίδια: Όπως ήδη αναφέρθηκε, από τις αντιδράσεις βιομετα-τροπής της φάσης Ι προκύπτουν συχνά δραστικές ενώσεις, οι οποίες κατά κανόνα αδρανοποιούνται περαιτέρω μέσω των συνθετικών αντιδράσεων της φάσης ΙΙ. Τυπικό παράδειγμα αποτελούν πολλές βενζοδιαζεπίνες (π.χ., διαζεπάμη, φλουραζεπάμη, χλωροδιαζεποξείδη), οι οποίες δίνουν αρχικά δρα-στικούς μεταβολίτες και αδρανοποιούνται τελικώς με γλυκουρονιδοποίηση. Στην περίπτωση αυτή, η σύνθεση των γλυκουρονιδίων υποδηλώνει και τον τερματισμό της δράσης του φαρμάκου.

Υπάρχουν, ωστόσο, και παραδείγματα φαρμάκων από τα οποία προκύπτουν δραστικά γλυ-κουρονίδια. Το 6-γλυκουρονίδιο της μορφίνης διαθέτει αναλγητικές ιδιότητες και, μάλιστα, αποτελεί ισχυρότερο αγωνιστή των μ-οπιοειδικών υποδοχέων σε σύγκριση με τη μορφίνη. Αντίθετα, το 3-γλυκουρονίδιο του φαρμάκου αυτού δρα ως ανταγωνιστής στους οπιοειδικούς υποδοχείς. Τυχόν ατο-μικές διαφορές στην αναλογία σύνθεσης των δύο γλυκουρονιδίων της μορφίνης μπορεί να είναι κα-θοριστικές για την ένταση και την ποιότητα της αναλγησίας μετά από χορήγηση μορφίνης. Άλλωστε, ο διαφορετικός μεταβολισμός της μορφίνης μεταξύ διαφόρων ζωικών ειδών μπορεί να ερμηνεύσει και τις μέχρι τώρα απρόβλεπτες και δυσεξήγητες αντιδράσεις στις κεντρικές δράσεις αυτού του φαρ-μάκου (π.χ., η γάτα και το άλογο εμφανίζουν έντονη διέγερση και ανησυχία μετά από χορήγηση μορ-φίνης, πιθανώς επειδή συνθέτουν κυρίως 3-γλυκουρονίδια της μορφίνης).

Τοξικά γλυκουρονίδια: Τα γλυκουρονίδια που δημιουργούνται με σύζευξη μορίων στεροειδι-κής δομής είναι δυνατόν να αναστείλουν ανταγωνιστικά τον ηπατικό μηχανισμό ενεργητικής απέκ-κρισης χολικών αλάτων. Με τον μηχανισμό αυτόν, τα γλυκουρονίδια της αιθινυλοιστραδιόλης μπορεί να προκαλέσουν χολοστατικό ίκτερο.

Τα N-γλυκουρονίδια που προκύπτουν από τα υδροξυλιωμένα παράγωγα των αρωματικών α-μινών μπορεί αργότερα να διασπαστούν στον οργανισμό και να απελευθερώσουν τις αρχικές ΟΗ-ενώσεις. Οι ελεύθερες ΟΗ-αρωματικές αμίνες είναι βιολογικώς δραστικά μόρια και ενδέχεται να ο-δηγήσουν σε τοξικές εκδηλώσεις. Υπάρχει η άποψη ότι με αυτόν τον τρόπο απελευθερώνεται στην ουροδόχο κύστη η τοξική ένωση N-ΟΗ-2-ναφθυλαμίνη μετά από υδρόλυση του αντίστοιχου γλυκου-

62

ρονιδίου. Ο μηχανισμός αυτός ίσως εξηγεί τη δημιουργία καρκίνου της ουροδόχου κύστης από τη σχετικώς ατοξική μητρική ένωση (2-ναφθυλαμίνη).

Τα ακυλογλυκουρονίδια είναι ανθεκτικά στην υδρολυτική δράση της β-γλυκουρονιδάσης και παραμένουν στον οργανισμό για μεγάλο χρονικό διάστημα, κατά το οποίο είναι δυνατόν να υποστούν διάνοιξη του φουρανικού δακτυλίου του γλυκουρονικού οξέος και να αντιδράσουν με πρωτεϊνικά μεγαλομόρια, οδηγώντας σε ανοσολογικές αντιδράσεις (λειτουργία απτίνης). Με τον ίδιο τρόπο πι-στεύεται ότι μπορεί να δρα και το άγλυκο τμήμα του μορίου, μετά από υδρόλυση του γλυκουρονιδί-ου. Πράγματι, καρβοξυλικές ενώσεις του τύπου της τολμετίνης και της ζομεπιράκης (αντιφλεγμονώ-δη φάρμακα) μπορεί σπανίως να προκαλέσουν ηπατίτιδα με ανοσολογικό παθογενετικό μηχανισμό.

Από την άλλη μεριά, τα ακυλογλυκουρονίδια ορισμένων αντιφλεγμονωδών φαρμάκων που απεκκρίνονται στον εντερικό αυλό μπορεί να διανύσουν πρακτικώς όλο το μήκος του εντέρου, χωρίς να διασπαστούν από τη μικροβιακή β-γλυκουρονιδάση. Είναι γνωστό από πειραματικές και επιδημιο-λογικές μελέτες ότι γενικώς τα μη στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα προλαμβάνουν την ανάπτυξη καρκίνου του παχέος εντέρου. Θα περίμενε κανείς ότι όσα απεκκρίνονται στη χολή ως ακυλογλυκου-ρονίδια μπορεί να είναι αποτελεσματικότερα στην πρόληψη αυτής της μορφής καρκίνου, επειδή πα-ρουσιάζουν ευνοϊκή φαρμακοκινητική μέσα στον εντερικό αυλό. Πράγματι, έχει αποδειχθεί ότι φάρ-μακα όπως η ασπιρίνη και η σουλινδάκη που σχηματίζουν ακυλογλυκουρονίδια είναι αποτελεσματι-κότερα στην πρόληψη του καρκίνου του παχέος εντέρου συγκριτικά με άλλα που δεν σχηματίζουν γλυκουρονίδια (π.χ., πιροξικάμη και ινδομεθακίνη).

β) Αλληλεπιδράσεις φαρμάκων Επαγωγή της γλυκουρονιδοποίησης: Πολλές πειραματικές μελέτες έχουν καταγράψει την ικα-

νότητα ορισμένων χημικών ενώσεων να επιταχύνουν τις αντιδράσεις. Στην κλινική πράξη, η φαινοβαρβιτάλη μπορεί να αυξήσει την αρχικά μειωμένη δραστικότη-

τα των ισοενζύμων UGT1.1 και UGT1.2 που παρατηρείται στα σύνδρομα Crigler-Najjarr τύπου ΙΙ και Gilbert. Ωστόσο, η μακροχρόνια χορήγηση φαινοβαρβιτάλης με αυτήν την ένδειξη δεν φαίνεται να έχει καθιερωθεί στις συνηθισμένες ήπιες μορφές αυτών των συνδρόμων.

Στους επιληπτικούς ασθενείς, οι οποίοι λαμβάνουν χρονίως φάρμακα με επαγωγικές ιδιότη-τες (φαινοβαρβιτάλη, πριμιδόνη, υδαντοΐνες) υπάρχει μια συνολική επίταση των μεταβολικών αντι-δράσεων της φάσης Ι και ΙΙ. Τα φάρμακα που υφίστανται γλυκουρονιδοποίηση εμφανίζουν μειωμένα επίπεδα απορρόφησης, ήδη κατά την αρχική διάβαση του εντέρου και του ήπατος (μειωμένη βιοδια-θεσιμότητα). Στις περιπτώσεις αυτές μπορεί να παραστεί ανάγκη αύξησης της δοσολογίας.

Ανταγωνισμός υποστρωμάτων: Προκειμένου για φάρμακα που υφίστανται γλυκουρονιδοποί-ηση, η ταυτόχρονη παρουσία τους στο ήπαρ μπορεί να οδηγήσει σε αμοιβαία επιβράδυνση των σχε-τικών μεταβολικών αντιδράσεων, ως αποτέλεσμα τυπικού ανταγωνισμού υποστρωμάτων. Στην πρά-ξη, η μεγάλη ικανότητα κορεσμού της γλυκουρονιδοποίησης και η διάχυτη παρουσία των σχετικών ενζύμων στα περισσότερα όργανα δεν ευνοούν την εμφάνιση βιοχημικού ανταγωνισμού σε επίπεδο ενζύμων.

Ωστόσο, όταν ένα φάρμακο χορηγείται χρονίως και διαθέτει μικρό δείκτη ασφάλειας (μικρό «θεραπευτικό εύρος»), υπάρχει ο θεωρητικός κίνδυνος να προκύψουν δυσμενή επακόλουθα από τυ-χόν φαρμακοκινητικές εκτροπές. Π.χ., η ζιδοβουδίνη (φάρμακο κατά του AIDS) αλληλεπιδρά σε επί-πεδο γλυκουρονιδοποίησης με την παρακεταμόλη, την ασπιρίνη, την ινδομεθακίνη, τη μορφίνη, την προβενεσίδη, τις βενζοδιαζεπίνες και τις σουλφοναμίδες. Ο κίνδυνος από αυτές τις αλληλεπιδράσεις εξαρτάται από τις φαρμακολογικές και τοξικολογικές ενέργειες των ουσιών εκείνων που εμφανίζουν υψηλά επίπεδα στο αίμα.

6.2.2.Σύζευξη με θειικό οξύ

Πολλές ουσίες που υπόκεινται σε Ο-γλυκουρονιδοποίηση είναι δυνατόν να ακολουθήσουν την εναλλακτική οδό της σύνδεσης με θειικό οξύ, όπως συμβαίνει π.χ. με την ακεταμινοφαίνη. Δότης του θειικού οξέος είναι η 5-φωσφοθειική-3-φωσφοαδενοσίνη (PAPS) και η σύζευξη καταλύεται από

63

κυτταροπλασματικά ένζυμα που είναι γνωστά ως σουλφοτρανσφεράσες ή σουλφοκινάσες. Από αυτές τις συνθετικές αντιδράσεις προκύπτουν υδατοδιαλυτοί θειικοί εστέρες, μερικοί από τους οποίους μπορεί να διασπαστούν από το ένζυμο σουλφατάση. Αρκετές εξωγενείς ή ενδογενείς ουσίες υπόκει-νται σε απευθείας θείωση, δηλαδή χωρίς να έχει προηγηθεί κάποια αντίδραση της φάσης Ι.

Στο ανθρώπινο ήπαρ, έχουν ανιχνευθεί δύο φαινολο-σουλφοτρανσφεράσες (PST), οι οποίες έχουν διαφορετική θερμική σταθερότητα και, έτσι, αναφέρονται ως TS-PST (thermally stable) και TL-PST (thermally labile). Ανάλογα με τη χημική συγγένεια προς διάφορα υποστρώματα, η TS-PST αναφέρεται, επίσης, ως φαινολο-PST, και η TL-PST αναφέρεται ως μονοαμινο-PST. Η TL-PST κα-ταλύει, κυρίως, τη θείωση της ντοπαμίνης, της αδρεναλίνης και της λεβοντόπα, ενώ η TS-PST κατα-λύει, κυρίως, τη θείωση απλών φαινολών, όπως είναι η φαινόλη, η π-νιτροφαινόλη, η μινοξιδίλη και η ακεταμινοφαίνη. Επίσης, καταλύει την Ν-θείωση του 2-αμινοναφθαλενίου. Μια ακόμη σουλφο-τρανσφεράση χρησιμοποιεί ως υπόστρωμα τη δεϋδροεπιανδροστερόνη (DHEA) και έχει χαρακτηρι-στεί ως DHEA-ST. Άλλα υποστρώματα αυτού του ενζύμου είναι η χοληστερόλη, τα χολικά οξέα και αρκετές στεροειδείς ορμόνες. Μια ειδική οιστρογονική σουλφοτρανσφεράση έχει απομονωθεί, επί-σης, από το ανθρώπινο ήπαρ, η οποία διαφέρει από το αντίστοιχο ένζυμο που απαντά στον πλακού-ντα, το μαστό και τη μήτρα. Οι τέσσερις ηπατικές σουλφοτρανσφεράσες του ανθρώπου έχουν κλω-νοποιηθεί. Παρόμοια ενζυμική δραστικότητα έχει ανιχνευθεί στους νεφρούς, στον εντερικό βλεννο-γόνο, τους πνεύμονες, τα αιμοπετάλια, τον εγκέφαλο, τον πλακούντα, το μαζικό αδένα και το μυομή-τριο.

Γενικά, ενώ η γλυκουρονιδοποίηση θεωρείται ως μια ενζυμική αντίδραση χαμηλής χημικής συγγένειας, αλλά με μεγάλη ικανότητα κορεσμού, η θείωση είναι μια βιοχημική οδός με υψηλή χημι-κή συγγένεια και μικρή ικανότητα κορεσμού. Το γεγονός αυτό αποδίδεται στις περιορισμένες ενδο-κυττάριες συγκεντρώσεις της 5-φωσφοθειικής-3-φωσφοαδενοσίνης (PAPS, ~75 μΜ), η οποία προέρ-χεται από την κυστεΐνη μέσω μιας πολύπλοκης οξειδωτικής διεργασίας. Το UDP-γλυκουρονικό οξύ έχει υψηλότερες ενδοκυττάριες συγκεντρώσεις (~350 μΜ), ενώ εξαιρετικά υψηλές είναι οι συγκε-ντρώσεις της γλουταθειόνης (~10 mM).

Η δραστικότητα των ηπατικών σουλφοτρανσφερασών εμφανίζει γενετική πολυμορφία, η ο-ποία αντανακλάται, επίσης, στη δραστικότητα των αιμοπεταλιακών ισοενζύμων. Έχει διαπιστωθεί ότι το επίπεδο της TS-PST των αιμοπεταλίων συμβαδίζει με την ικανότητα θείωσης της ακεταμινοφαί-νης. Χαμηλή δραστικότητα της TS-PST έχει συσχετιστεί με συχνή εμφάνιση τροφικών ημικρανιών, η παθογένεια των οποίων αποδίδεται στην πιθανή παρουσία ορισμένων φαινολικών ενώσεων σε ορι-σμένες τροφές.

Η ηπατική δραστικότητα της DHEA-σουλφοτρανσφεράσης παρουσιάζει δικόρυφη κατανομή στον γενικό πληθυσμό. Άτομα με υψηλή δραστικότητα του ενζύμου αντιστοιχούν περίπου στο 25%. Η κληρονομικότητα αυτής της πολυμορφίας δεν έχει διερευνηθεί σε βάθος, επειδή η DHEA-σουλφοτρανσφεράση μπορεί να προσδιοριστεί μόνον στο ήπαρ και όχι στα αιμοπετάλια.

Οι περισσότερες σουλφοτρανσφεράσες δεν ανταποκρίνονται στην κλασική επαγωγική δράση του 3-μεθυλχολανθρενίου και της φαινοβαρβιτάλης. Ορισμένα ισοένζυμα παρουσιάζουν οριακή μό-νον αύξηση δραστικότητας μετά από χορήγηση πρεγνενολονο-16α-καρβονιτριλίου.

Η έρευνα των διαφόρων σουλφοτρανσφερασών του ανθρώπου έχει διευκολυνθεί από την πα-ρατήρηση ότι η 2,6-διχλωρο-4-νιτροφαινόλη αναστέλλει κυρίως το ισοένζυμο TS-PST και λιγότερο το TL-PST. Το ισοένζυμο DHEA-ST δεν επηρεάζεται καθόλου από τον αναστολέα. Ορισμένες καρ-βοξυλικές ενώσεις, όπως το βενζοϊκό οξύ, το ναφθοϊκό οξύ, το σαλικυλικό οξύ και η ναπροξένη, λει-τουργούν ως ανασταλτικά υποστρώματα κατά μη αντιστρεπτό τρόπο, επειδή συνδέονται με τις σουλ-φοτρανσφεράσες, αλλά αδυνατούν να λειτουργήσουν ως δέκτες της θειικής ομάδας από την PAPS.

Η ακεταμινοφαίνη (παρακεταμόλη) αποτελεί τυπικό παράδειγμα φαρμάκου που υφίσταται τόσο θείωση όσο και γλυκουρονίδωση. Όταν χορηγείται σε μικρές δόσεις, το κύριο προϊόν σύζευξης είναι το θειικό παράγωγο, ενώ με την αύξηση των δόσεων παρατηρείται μια προοδευτική αναλογική αύξηση του γλυκουρονιδίου.

Χαρακτηριστικά υποστρώματα των σουλφοτρανσφερασών είναι τα εξής: α) TS-PST (Phenol-TST): Απλές φαινόλες (φαινόλη, π-νιτροφαινόλη, μινοξιδίλη, ακεταμινο-

φαίνη). β) TL-PST (Μονοαμινο-PST): Ντοπαμίνη, αδρεναλίνη, λεβοντόπα (και 2-αμινοναφθαλένιο).

64

γ) DHEA-PST (Δεϋδροεπιανδροστερονο-PST): Αρκετές στεροειδείς ορμόνες, χολικά οξέα, χοληστερόλη.

δ) Οιστρογονο-ST.

Σημασία της θείωσης στην κλινική πράξη Ανταγωνισμός υποστρωμάτων: Με δεδομένη την ευκολία κορεσμού των σουλφοτρανσφερα-

σών, είναι προφανές ότι πολλά φάρμακα μπορεί να εμφανίσουν συναγωνιστικό ανταγωνισμό στις αντιδράσεις σούλφωσης. Καρβοξυλικά φάρμακα, όπως η ναπροξένη, μπορεί να λειτουργήσουν ως ανταγωνιστικά υποστρώματα, αν και δεν υπόκεινται τα ίδια σε σούλφωση.

Απελευθέρωση δραστικών μορίων: Ορισμένα προϊόντα θείωσης είναι ασταθή και μπορεί να διασπαστούν και να απελευθερώσουν ενδιάμεσα μόρια με ηλεκτρονιόφιλες ιδιότητες, τα οποία πα-ρουσιάζουν έντονη βιοαντιδραστικότητα. Υπάρχει η θεωρία ότι αυτό συμβαίνει με τις γνωστές καρ-κινογόνες ενώσεις 2-ακετυλο-αμινοφλουορένιο, σαφρόλη και 7,12-διμεθυλο-βενζο[α]ανθρακένιο, οι δραστικές μορφές των οποίων έχουν τη μορφή καρβονιο-ανιόντος και προσκολλώνται στο DNA. Ει-δικά στην περίπτωση της σαφρόλης, φαίνεται ότι το τελικό τοξικό αποτέλεσμα οφείλεται στην απε-λευθέρωση 1’-υδροξυσαφρόλης (Πίνακας 2.4).

Πίνακας 2.4.

Φαρμακευτικές ουσίες που υπόκεινται σε θείωση.

Αδρεναλίνη Ακεταμινοφαίνη Ανδρογόνα (εξωγενή και ενδογενή, π.χ., διυδροεπιανδροστερόνη) Δαψόνη Δεσογεστρέλη (προγεσταγόνο) Λεβοντόπα Μεθυλντόπα Μινοξιδίλη Νοργεστρέλη (προγεσταγόνο) Νορεθινδρόνη (προγεσταγόνο) Ντοπαμίνη Οιστρογόνα (εξωγενή και ενδογενή, π.χ., οιστρόνη) Ουρσοδιόλη (χολαιρετικό) Σαλικυλαμίδη Τραμαδόλη (κεντρικό αναλγητικό) Τριμετρεξάτη Φαινυλεφρίνη Χλωραμφαινικόλη

6.2.3.Μεθυλίωση

Η μεθυλίωση αποτελεί κοινή αντίδραση σύζευξης, αλλά διαδραματίζει ήσσονα ρόλο στον με-ταβολισμό των φαρμάκων. Η μεθυλίωση διαφέρει από τις άλλες αντιδράσεις σύζευξης επειδή τα σχηματιζόμενα συνθετικά προϊόντα έχουν, συνήθως, μειωμένη υδατοδιαλυτότητα. Επίσης, εξουδετε-ρώνει ελεύθερες ομάδες ενός μορίου που θα μπορούσαν να ακολουθήσουν κάποια άλλη συνθετική οδό μεταβολισμού. Δότης μεθυλικών ομάδων είναι η S-αδενοσυλομεθειονίνη (SAM) και η σύζευξη αφορά μόρια με αρνητικά φορτία ετεροατόμων O, N, ή S, όπως φαινόλες, κατεχόλες, αλειφατικές και

65

αρωματικές αμίνες, αζωτούχες ετεροκυκλικές ενώσεις, καθώς και ενώσεις που φέρουν σουλφυδρυλι-κές ομάδες.

Η Ο-μεθυλίωση των φαινολών γίνεται από το μικροσωμιακό ένζυμο φαινολική Ο-μεθυλοτρανσφεράση (POMT), ενώ οι κατεχόλες μεταβολίζονται από το κυτταροπλασματικό ένζυμο κατεχολική Ο-μεθυλοτρανσφεράση (COMT). Τα ένζυμα αυτά παρουσιάζουν μεγάλη εξειδίκευση για τα υποστρώματά τους και δεν αλληλοϋποκαθίστανται.

Η μεθυλίωση των κατεχολαμινών από την COMT είναι σημαντικότερη μεταβολική οδός από ό,τι η μεθυλίωση των φαινολών από την POMT. Υποστρώματα για την COMT είναι οι κατεχολαμί-νες (αδρεναλίνη, νοραδρεναλίνη, ντοπαμίνη), καθώς και τα κατεχολαμινικά φάρμακα λεβοντόπα (δι-υδροξυφαινυλαλανίνη) και μεθυλντόπα (α-μεθυλο-3,4-διυδροξυφαινυλαλανίνη). Επίσης, υποστρώ-ματα της COMT είναι πολλές ενώσεις που σχηματίζουν κατεχολαμινικά παράγωγα μετά από προη-γούμενη υδροξυλίωση, ή κάποια άλλη μεταβολική διεργασία, όπως ορισμένα στεροειδή, η φαινοβαρ-βιτάλη και η δικλοφαινάκη. Η COMT έχει ευρεία κατανομή στους ιστούς, συμπεριλαμβανομένων των ερυθροκυττάρων, αλλά απαντά σε ιδιαίτερα μεγάλες συγκεντρώσεις στο ήπαρ και τους νεφρούς.

Είναι γνωστές δύο N-μεθυλοτρανσφεράσες, η ισταμινική μεθυλοτρανσφεράση (μεθυλίωση ιμιδαζολικού δακτυλίου ισταμίνης και παρεμφερών ενώσεων) και η νικοτιναμιδική μεθυλοτρανσφε-ράση (μεθυλίωση πυριδινικού δακτυλίου νικοτιναμίδης και νικοτίνης, καθώς και ινδολικού δακτυλίου τρυπτοφάνης και σεροτονίνης). Τα ένζυμα αυτά είναι κυτταροπλασματικά με ευρεία κατανομή στους ιστούς και με ικανοποιητική έκφραση ακόμη και στα ερυθροκύτταρα.

Η S-μεθυλίωση καταλύεται από το κυτταροπλασματικό ένζυμο θειοπουρινική μεθυλοτραν-σφεράση (TPMT) και το μικροσωμιακό ένζυμο θειολική μεθυλοτρανσφεράση (TMT). Φάρμακα που υφίστανται S-μεθυλίωση περιλαμβάνουν την καπτοπρίλη, τη D-πενικιλλαμίνη, την 6-μερκαπτοπουρίνη, την αζαθειοπρίνη, τη δισουλφιράμη και τη σπειρονολακτόνη. Οι S-μεθυλοτρανσφεράσες ανιχνεύονται στα ερυθροκύτταρα σε υψηλές συγκεντρώσεις που αντανακλούν τα ενζυμικά επίπεδα του ήπατος και των άλλων ιστών.

Γενετική πολυμορφία: Η ανθρώπινη COMT κωδικοποιείται από δύο αλληλόμορφα γονίδια, από τα οποία το ένα εκφράζει το ένζυμο σε υψηλά επίπεδα δραστικότητας και το άλλο σε χαμηλά. Ανάλογα με την ομοζυγωτική ή ετεροζυγωτική έκφραση αυτών των γονιδίων, η δραστικότητα ακο-λουθεί τους κανόνες της κλασικής κληρονομικότητας και είναι υψηλή (25%), ενδιάμεση (50%), ή χαμηλή (25%). Φυλετική προδιάθεση αυξημένης δραστικότητας παρουσιάζουν άτομα της μαύρης φυλής (75%), σε αντίθεση με τους καυκάσιους (5%).

Η έκφραση της ισταμινικής Ν-μεθυλοτρανσφεράσης στα ερυθροκύτταρα εμφανίζει πολυ-μορφία, δεδομένου ότι μπορεί να έχει ακόμη και εξαπλάσια διαφορά μεταξύ ορισμένων ατόμων. Επί-σης, η θειοπουρινική μεθυλοτρανσφεράση (TPMT) και η θειολική μεθυλοτρανσφεράση (TMT) έχουν πολυμορφική δραστικότητα, η οποία δεν βαίνει παράλληλα, επειδή τα ένζυμα αυτά κωδικοποιούνται από διαφορετικά γονίδια. Η TPMT έχει δύο αλληλόμορφα γονίδια, υψηλής ή χαμηλής δραστικότη-τας, που εκφράζονται με τρόπο συνεπικρατητικό. Όταν μετριέται στα ερυθροκύτταρα, η δραστικότη-τα εμφανίζεται χαμηλή (0,3%), λιγότερο χαμηλή (11,1%) και υψηλή (88,6%). Πολυμορφική είναι, επίσης, η έκφραση της ΤΜΤ.

Δεν έχουν περιγραφεί ειδικοί επαγωγείς ή αναστολείς των ενζύμων που ευθύνονται για τις αντιδράσεις της μεθυλίωσης (Πίνακας 2.5).

Πίνακας 2.5. Υποστρώματα για τις συνθετικές αντιδράσεις μεθυλίωσης.

Αζαθειοπρίνη Δισουλφιράμη Ισταμίνη Καπτοπρίλη Κατεχολαμίνες Λεβοντόπα Μεθυλντόπα

66

6-Μερκαπτοπουρίνη Νιασίνη Νικοτίνη Παροξετίνη D-Πενικιλλαμίνη Σπειρονολακτόνη

Σημασία της μεθυλίωσης στην κλινική πράξη: Η γενετικώς προκαθορισμένη δραστικότητα της COMT των ερυθροκυττάρων συσχετίζεται με το ποσοστό μετατροπής της μεθυλντόπα προς το 3-Ο-μεθυλιωμένο παράγωγο, δηλαδή καθορίζει την ταχύτητα τερματισμού της δράσης αυτού του αντι-υπερτασικού φαρμάκου.

Η γενετική αυτή πολυμορφία έχει μεγαλύτερη κλινική σημασία προκειμένου για την L-ντόπα. Το φάρμακο αυτό μεθυλιώνεται σε πολύ μικρό ποσοστό, επειδή υπερισχύει η μεταβολική οδός της αποκαρβοξυλίωσης. Ωστόσο, στην κλινική πράξη συγχορηγείται μαζί με κάποιον αναστολέα της αποκαρβοξυλάσης (καρβιντόπα, βενζεραζίδη, κ.ά.), με αποτέλεσμα να αποκτά μεγάλη σημασία η O-μεθυλίωση, από την οποία προκύπτει 3-Ο-μεθυλντόπα. Εκτός από τη μείωση των δραστικών επιπέ-δων του φαρμάκου, η υψηλή δραστικότητα COMT οδηγεί σε παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων 3-Ο-μεθυλντόπα. Ο μεταβολίτης αυτός είναι τοξικός και θεωρείται ότι ευθύνεται για την εμφάνιση μη α-ναστρέψιμης δυσκινησίας.

Καρκινοπαθείς ασθενείς με χαμηλή δραστικότητα θειοπουρινικής μεθυλοτρανσφεράσης (TPMT) έχουν περισσότερες πιθανότητες να αναπτύξουν μυελοτοξικότητα μετά από χορήγηση του φαρμάκου θειοπουρίνη. Αντίθετα, οι ασθενείς που έχουν υψηλή TPMT μπορεί να χρειασθούν μεγα-λύτερες δόσεις θειοπουρίνης κατά την αντινεοπλασματική αγωγή.

6.2.4.Ακετυλίωση

Απαραίτητη προϋπόθεση για την ακετυλίωση είναι η ύπαρξη αμινομάδας στο μόριο της ξέ-νης ουσίας (Ν-ακετυλίωση). Η Ν-ακετυλίωση καταλύεται από κυτταροπλασματικά ισοένζυμα της Ν-ακετυλοτρανσφεράσης (ΝΑΤ), με δότη του ακετυλίου το οξικό οξύ που ενεργοποιείται από το συνέν-ζυμο Α προς ακετυλο-CoA.

Η Ν-ακετυλίωση είναι η κύρια οδός μεταβολισμού των ενώσεων που περιέχουν αρωματική αμίνη (R-NH2) ή ομάδα υδραζίνης, οι οποίες μετατρέπονται σε αρωματικά αμίδια ή υδραζίδια. Οι πρωτοταγείς αλειφατικές αμίνες σπανίως ακετυλιώνονται, αν και πρέπει να σημειωθεί ότι υπάρχει μια σημαντική εξαίρεση στην περίπτωση της κυστεΐνης. Από τις συνθετικές αντιδράσεις με γλουταθειόνη προκύπτουν προϊόντα σύζευξης της κυστεΐνης, τα οποία μεταπίπτουν σε μερκαπτουρικά οξέα μετά από Ν-ακετυλίωση στους νεφρούς.

Όπως συμβαίνει και με τη μεθυλίωση, η Ν-ακετυλίωση προσθέτει στις αμινοομάδες μια μη ιονιζόμενη χημική ομάδα, η οποία καθιστά το μόριο λιγότερο υδατοδιαλυτό. Παρ’όλα αυτά, ορισμένα ξενοβιοτικά απεκκρίνονται ευκολότερα από τους νεφρούς μετά από Ν-ακετυλίωση, όπως, π.χ., η ισο-νιαζίδη.

Στον άνθρωπο, έχουν ανιχνευθεί δύο ισοένζυμα της Ν-ακετυλοτρανσφεράσης, η NAT1 και η NAT2. Πρόκειται για πρωτεΐνες με μεγάλη μοριακή ομοιότητα, δεδομένου ότι η αλληλουχία των α-μινοξέων είναι πανομοιότυπη σε ποσοστό 79-95%. Το ενεργό ενζυμικό κέντρο βρίσκεται στο Ν-τελικό τμήμα του μορίου και περιέχει ένα μόριο κυστεΐνης. Υποστρώματα της ΝΑΤ1 είναι το π-αμινοσαλικυλικό οξύ, το π-αμινοβενζοϊκό οξύ, η σουλφαμεθοξαζόλη και η σουλφανιλαμίδη. Υπο-στρώματα της NAT2 είναι η ισονιαζίδη, η υδραλαζίνη, η προκαϊναμίδη, η δαψόνη, η αμινογλουτεθι-μίδη και η σουλφαμεθαζίνη. Ορισμένες τοξικές ενώσεις, όπως οι καρκινογόνες αρωματικές αμίνες και το 2-αμινοφλουορένιο, μεταβολίζονται εξίσου καλά και από τα δύο ισοένζυμα.

Αντιδράσεις ακετυλίωσης μπορούν να γίνουν πρακτικώς σε όλους τους ιστούς, αλλά το ι-σοένζυμο ΝΑΤ2 απαντά κυρίως στο ήπαρ και τον εντερικό βλεννογόνο. Το γεγονός αυτό δείχνει ότι

67

τα δύο ισοένζυμα έχουν διαφορετικούς μηχανισμούς ρύθμισης, αν και τα αντίστοιχα γονίδια απα-ντούν στο ίδιο χρωμόσωμα (Πίνακας 2.6).

Δεν έχουν περιγραφεί ειδικοί επαγωγείς ή αναστολείς των ακετυλοτρανσφερασών.

Πίνακας 2.6.

Υποστρώματα για τις συνθετικές αντιδράσεις ακετυλίωσης.

Αμινογλουτεθιμίδη π-Αμινοσαλικυλικό οξύ Χλωραμφαινικόλη Δαψόνη Υδραλαζίνη Ισονιαζίδη Μεσαλαζίνη Ολσαλαζίνη Φαινυλοβουτυρικό οξύ - Φαινυλοξικό οξύ Προκαϊναμίδη Σουλφοναμίδες (Σουλφαμεθοξαζόλη, σουλαμεθαζίνη κ.ά.) Σουλφαπυριδίνη Θειακεταζόνη Θειαμίνη [Μεθυλιωμένος Υδράργυρος] [Βενζιδίνη] [β-Ναφθυλαμίνη]

Ήδη από τη δεκαετία του ’50, υπήρχαν κλινικές παρατηρήσεις ότι ο ρυθμός μεταβολισμού της ισονιαζίδης παρουσιάζει ατομικές διαφορές, οι οποίες είχαν σαφή φυλετική κατανομή. Ο φαινό-τυπος της «βραδείας» ακετυλίωσης προεξάρχει στα αραβικά φύλα (~70%), ενώ σπανίζει στην κίτρινη φυλή (<25%). Οι καυκάσιοι και οι μαύροι εμφανίζουν παραπλήσια κατανομή φαινοτύπων μεταξύ «βραδείας» και «ταχείας» ακετυλίωσης (~50%).

Σήμερα είναι γνωστό ότι η πολυμορφία αυτή οφείλεται σε σημειακές μεταλλάξεις του γονιδί-ου που εκφράζει τη ΝΑΤ2, κυρίως στο νουκλεοτίδιο 341 και λιγότερο στο νουκλεοτίδιο 857. Η πρω-τεϊνική σύνθεση της ΝΑΤ2 δεν μεταβάλλεται, αλλά το ένζυμο που συντίθεται έχει μειωμένη δραστι-κότητα ή είναι ασταθές. Ο φαινότυπος της ακετυλίωσης παρουσιάζει μεγάλη ποικιλία έκφρασης ειδι-κά μεταξύ των «βραδέων» ακετυλιωτών, επειδή ένα μέρος της ακετυλίωσης των υποστρωμάτων της ΝΑΤ2 διεκπεραιώνεται από τη ΝΑΤ1, η ρύθμιση της οποίας μπορεί να διαφέρει από άτομο σε άτομο. Οι «βραδείς» ακετυλιωτές εμφανίζουν σχετική και όχι απόλυτη αδυναμία απέκκρισης ακετυλιωμένης ισονιαζίδης. Έτσι, οι «βραδείς» ακετυλιωτές έχουν στα ούρα τους ισονιαζίδη ακετυλιωμένη κατά 65%, ενώ στους «ταχείς» ακετυλιωτές το ποσοστό αυτό είναι 95%. Ανάλογη πολυμορφία στην ακε-τυλίωση της ισονιαζίδης έχει περιγραφεί στα ποντίκια, τα χάμστερ και τα κουνέλια.

Οι διαφορές της ακετυλίωσης της ισονιαζίδης δεν επηρεάζουν την αντιφυματική αγωγή, η συνηθισμένη δοσολογία της οποίας είναι αποτελεσματική ακόμη και στους «ταχείς» ακετυλιωτές, παρά την ταχύτερη απέκκριση του φαρμάκου. Αντίθετα, η άθροιση της ισονιαζίδης στους «βραδείς» ακετυλιωτές μπορεί να παρουσιάσει προβλήματα τοξικότητας (κυρίως περιφερική νευρίτιδα).

Σημασία της ακετυλίωσης στην κλινική πράξη: Η γενετική πολυμορφία στις ακετυλιώσεις που εξαρτώνται από το ισοένζυμο ΝΑΤ2 μπορεί να έχει φαρμακολογικές και τοξικολογικές συνέπει-ες. Ακολουθούν χαρακτηριστικά παραδείγματα από τις κλινικές συνέπειες της παρουσίας βραδέων και ταχέων μεταβολιστών, όσον αφορά το ισοένζυμο ΝΑΤ2.

«Βραδείς» ακετυλιωτές.

68

α) Υδραλαζίνη: Επίταση της αντιυπερτασικής ενέργειας. Συχνότερη εμφάνιση φαρμακευτι-κού συνδρόμου ερυθηματώδους λύκου.

β) Ισονιαζίδη και Δαψόνη: Περιφερική νευροπάθεια, η οποία υποχωρεί μετά από χορήγηση πυριδοξίνης (βιταμίνη Β6). Στην κλινική πράξη, η βιταμίνη αυτή συγχορηγείται πάντοτε μαζί με την ισονιαζίδη, προκειμένου να εξαλειφθεί ο κίνδυνος νευροπάθειας σε τυχόν ασθενείς με ελλειμματική ικανότητα ακετυλίωσης. Ηπατική βλάβη από την ισονιαζίδη, η οποία μετά από ακετυλίωση μπορεί να υδρολυθεί περαιτέρω προς ισονικοτινικό οξύ και ακετυλοϋδραζίνη. Ο δεύτερος μεταβολίτης ενεργο-ποιείται από τα ηπατικά κυτοχρώματα P-450 και μετατρέπεται σε ένα Ν-υδροξυλιωμένο ενδιάμεσο προϊόν που είναι ηπατοτοξικό. Αυτό αποφεύγεται με νέα ακετυλίωσή του από τη ΝΑΤ2, οπότε αδρα-νοποιείται πάλι. Εάν υπολειτουργεί η ΝΑΤ2, προκύπτει λιγότερη ποσότητα ακετυλοϋδραζίνης, η ο-ποία τελικώς αθροίζεται επειδή δεν αδρανοποιείται ικανοποιητικά. Παράλληλη χορήγηση ισονιαζίδης με το αντιεπιληπτικό φάρμακο φαινυτοΐνη μπορεί να οδηγήσει σε ηπατική βλάβη, πιθανώς από την τοξική άθροιση αυτού του μεταβολίτη της ισονιαζίδης (επαγωγή οξειδωτικών κυτοχρωμάτων P-450). Η ηπατοτοξικότητα της ισονιαζίδης επιτείνεται όταν στην αντιφυματική αγωγή συμπεριλαμβάνεται και η ριφαμπικίνη, η οποία αφενός διαθέτει ηπατοτοξικές ιδιότητες και αφετέρου επάγει τα υδροξυ-λιωτικά ένζυμα, όπως και η φαινυτοΐνη. Αντίθετα, η ισονιαζίδη επιτείνει την κατασταλτική δράση της φαινυτοΐνης, είτε λόγω αναστολής του μεταβολισμού της, είτε λόγω συνέργειας σε επίπεδο ΚΝΣ. Ε-πίταση της ηπατοτοξικής δράσης της ισονιαζίδης έχει παρατηρηθεί και σε άτομα που κάνουν μεγάλη χρήση οινοπνεύματος.

γ) Σουλφοναμίδες: Όταν η μειωμένη ικανότητα ακετυλίωσης συνδυάζεται και με ανεπάρκεια του ενζύμου γλυκοζο-6-φωσφορική αφυδρογονάση, οι σουλφοναμίδες προκαλούν έντονη αιμολυτική κρίση.

δ) Δικυκλικές αρωματικές αμίνες: Ορισμένες επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι οι «βραδείς» ακετυλιωτές έχουν περισσότερες πιθανότητες να αναπτύξουν καρκίνο της ουροδόχου κύ-στης σε σύγκριση με τους «ταχείς», όταν καπνίζουν ή εκτίθενται επαγγελματικά σε κυκλικές αρωμα-τικές αμίνες. Οι ενώσεις αυτές αδρανοποιούνται με ακετυλίωση. Σε πειραματικό επίπεδο, οι αρυλαμί-νες προκαλούν πολύ εύκολα καρκίνο της ουροδόχου κύστης στα σκυλιά, τα οποία διαθέτουν πολύ μειωμένη ικανότητα ακετυλίωσης.

ε) Υδραλαζίνη: Άθροιση της υδραλαζίνης έχει παρατηρηθεί στους «βραδείς» ακετυλιωτές και έχει συνδεθεί με αυξημένη πιθανότητα ανάπτυξης φαρμακευτικού ερυθηματώδους λύκου.

«Ταχείς» ακετυλιωτές. α) Ισονιαζίδη: Έχει διατυπωθεί η άποψη ότι οι «ταχείς» ακετυλιωτές ίσως παρουσιάζουν με-

γαλύτερη συχνότητα ηπατοτοξικότητας (άτυπη χημική ηπατίτιδα) μετά από χορήγηση ισονιαζίδης, επειδή πιστεύεται ότι τελικό αίτιο είναι κάποιος μεταβολίτης της ισονιαζίδης. Η τοξική αυτή δράση επιτείνεται σημαντικά από την παράλληλη χρήση ριφαμπικίνης. Ορισμένα κορτικοειδή, όπως η πρεδ-νιζολόνη, επιτείνουν τον μεταβολισμό και την απέκκριση της ισονιαζίδης. Όταν υπάρχει ο φαινότυ-πος της «ταχείας» ακετυλίωσης, η επιτάχυνση της κάθαρσης του φαρμάκου μπορεί να οδηγήσει ακό-μη και σε αύξηση της δοσολογίας.

β) Αμοναφίδη: Αυτό το κυτταροστατικό φάρμακο εμφανίζει αυξημένη μυελοτοξικότητα, ε-πειδή το ακετυλιωμένο του παράγωγο είναι λιγότερο υδατοδιαλυτό και αθροίζεται στον οργανισμό.

γ). Σουλφοναμίδες: Η ακετυλίωση των σουλφοναμιδών μειώνει την υδατοδιαλυτότητα του μορίου τους. Αυτός είναι ο λόγος που η ακετυλοσουλφανιλαμίδη μπορεί να καθιζήσει στους νεφρούς και να προκαλέσει απόφραξη των ουροφόρων σωληναρίων.

6.2.5.Σύζευξη με αμινοξέα

Πολλά αμινοξέα μπορούν να συνδεθούν με φάρμακα, με την προϋπόθεση ότι υπάρχει στο μόριο του φαρμάκου καρβοξύλιο ή αρωματική καρβοξυλαμίνη. Στον άνθρωπο, τα αμινοξέα που συ-ζεύγνυνται με ξένες ουσίες είναι, κυρίως, η γλυκίνη, η γλουταμίνη, η ταυρίνη, σερίνη, η προλίνη, η ορνιθίνη, η αργινίνη, η ιστιδίνη και το ασπαρτικό οξύ. Επίσης, συμμετέχουν ορισμένα διπεπτίδια, όπως γλυκυλογλυκίνη, η γλυκυλοταυρίνη και η γλυκυλοβαλίνη (Πίνακας 2.7).

69

Όπως και τα γλυκουρονίδια, τα προϊόντα της σύζευξης είναι περισσότερο υδατοδιαλυτά και αποβάλλονται ευκολότερα στα ούρα. Αντίθετα με ότι συμβαίνει γενικώς στις αντιδράσεις σύζευξης, η σύζευξη με αμινοξέα απαιτεί την «ενεργοποίηση» της ξένης ουσίας και όχι του αμινοξέος. Η ενεργο-ποίηση αυτή γίνεται με το συνένζυμο Α.

Υπάρχουν δύο κύριες οδοί σύζευξης. Η πρώτη περιλαμβάνει την αντίδραση της αμινομάδας της γλυκίνης, της γλουταμίνης και της ταυρίνης με ορισμένες καρβοξυλικές ενώσεις. Τα αμινοξέα ενεργοποιούνται από το CoA και σχηματίζουν θειοαιθέρες του ακυλο-CoA, οι οποίοι ενώνονται κα-τόπιν με την καρβοξυλική ένωση μέσω αμιδικού δεσμού.

Η δεύτερη οδός σύζευξης αφορά ενώσεις που περιέχουν μια αρωματική υδροξυλαμίνη, η ο-ποία αντιδρά με το καρβοξύλιο των αμινοξέων σερίνη και προλίνη. Στην περίπτωση αυτή, τα εμπλε-κόμενα αμινοξέα ενεργοποιούνται από το ένζυμο συνθετάση του αμινοάκυλο-tRNA και κατόπιν α-ντιδρούν με το ξενοβιοτικό, σχηματίζοντας βιολογικώς δραστικούς Ν-εστέρες. Τα ένζυμα ενεργοποί-ησης απαντούν, κυρίως, στα μιτοχόνδρια (συνθετάσες του ακυλο-CoA), ενώ οι συζεύξεις επιτελού-νται με κυτταροπλασματικά ή μιτοχονδριακά ισοένζυμα της Ν-ακυλο-τρανσφεράσης.

Δύο ισοένζυμα της Ν-ακυλο-τρανσφεράσης έχουν απομονωθεί από τα μιτοχόνδρια των θη-λαστικών. Το ένα χρησιμοποιεί ως υπόστρωμα το βενζοϋλο-CoA, ενώ το άλλο το αρυλακετυλο-CoA

Η σύζευξη με αμινοξέα είναι μία μεταβολική οδός, η οποία ακολουθείται και για την απέκ-κριση των χολικών οξέων. Ωστόσο, ενώ τα συζευγμένα χολικά οξέα απεκκρίνονται κυρίως στη χολή, τα ξενοβιοτικά απεκκρίνονται κυρίως στα ούρα.

Πίνακας 2.7. Παραδείγματα ουσιών που συζεύγνυνται με αμινοξέα.

Βενζοϊκό νάτριο (αντιφθειρικό) Βενζυλοβενζοϊκό οξύ (αντιφθειρικό) Βεντιρομίδη (διαγνωστικό παγκρεατικής ανεπάρκειας) Γλουταμίνη Ουρσοδιόλη και Χηνοδιόλη (χολαιρετικά) Ταυρίνη και Γλυκίνη Φαινυλοξικό νάτριο

Η σύζευξη με αμινοξέα αποτελεί για τα καρβοξυλικά ξενοβιοτικά μια εναλλακτική συνθετική οδό στη θέση της γλυκουρονιδοποίησης. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα προϊόντα σύζευξης με αμινοξέα στερούνται βιολογικής δραστικότητας, σε αντίθεση με τα ακυλογλυκουρονίδια που είναι δυνητικώς τοξικά.

Η σύζευξη των αντιφλεγμονωδών παραγώγων του προπιονικού οξέος (ιβουπροφαίνη και πα-ρεμφερή προϊόντα) έχει ιδιαίτερη σημασία για δυο λόγους. Πρώτον, διότι περιορίζει την πιθανότητα τοξικών εκδηλώσεων από τα αντίστοιχα ακυλογλυκουρονίδια. Δεύτερον, διότι πριν από τη σύζευξη με τα αμινοξέα οι ενώσεις αυτές υφίστανται στερεοχημική αλληλομετατροπή των R- και S-εναντιομερών μορφών, η οποία εξομοιώνει τα φαρμακολογικά τους αποτελέσματα.

Είναι γνωστό, ότι τα παράγωγα του προπιονικού οξέος είναι πολύ ισχυρότεροι αναστολείς της κυκλοοξυγενάσης (στην οποία οφείλεται η αντιφλεγμονώδης δράση τους) ως S-εναντιομερή. Ε-πομένως, η in vivo αλληλομετατροπή των εναντιομερών εξηγεί την παρόμοια φαρμακολογική δράση αυτών των ενώσεων όταν χορηγούνται σε ασθενείς, ακόμη και όταν χρησιμοποιούνται ως R-εναντιομερή.

6.2.6.Σύζευξη με γλουταθειόνη Η γλουταθειόνη λειτουργεί ως ενδογενές αδρανοποιητικό μόριο και είναι ιδιαίτερα χρήσιμη

για τη δέσμευση ξενοβιοτικών που περιέχουν αλογόνα και νιτροομάδες. Σε μερικές περιπτώσεις, η

70

αλληλοδιαδοχή των αντιδράσεων καταλήγει στη σύνθεση μερκαπτουρικών οξέων. Δεν αποτελεί συ-νήθη οδό αδρανοποίησης για τον άνθρωπο, αν και διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην αποτροπή των ηπατοτοξικών επιδράσεων της ακεταμινοφαίνης. Από την άλλη, υπάρχουν παραδείγματα φαρμά-κων που οφείλουν τη δράση τους στη σύνδεση με γλουταθειόνη (νιτρογλυκερίνη κ.ά.) (Πίνακας 2.8).

Η σύζευξη με γλουταθειόνη καταλύεται από ειδικές S-τρανσφεράσες, οι οποίες αφθονούν στα ηπατοκύτταρα, όπου υπολογίζεται ότι αντιπροσωπεύουν περίπου το 10% των συνολικών πρωτεϊ-νών. Απαντούν, κυρίως, στο κυτταρόπλασμα (>95%) και πολύ λιγότερο στο ενδοπλασματικό δίκτυο (<5%). Επειδή η γλουταθειόνη είναι βιολογικώς δραστική ένωση και η συγκέντρωσή της στο κυττα-ρόπλασμα είναι εξαιρετικά μεγάλη (~10 mM), ένα μέρος της σύζευξης επιτελείται με μη ενζυμικούς μηχανισμούς. Από την άλλη μεριά, πολλές χημικές ενώσεις απλώς περισυλλέγονται από τις S-τρανσφεράσες, προς μεταφορά, δέσμευση ή αποθήκευση, χωρίς να αποτελούν υποστρώματα για τη σύνθεση προϊόντων σύζευξης.

Η γλουταθειόνη προστίθεται σε ενώσεις που φέρουν διπλό δεσμό μεταξύ δύο ατόμων άνθρα-κα, ιδιαίτερα εάν γειτνιάζουν με ομάδες -CN, -CHO, -COOR, ή -COR. Ειδικά ο διπλός δεσμός του διαιθυλομηλικού οξέος αντιδρά με τη γλουταθειόνη, με προσθήκη τύπου Michael. Η αντίδραση αυτή γίνεται με μεγάλη ευκολία και το διαιθυλομηλικό οξύ χρησιμοποιείται συχνά για την πειραματική εκκένωση των κυτταρικών αποθεμάτων γλουταθειόνης. Την ίδια προσθήκη τύπου Michael (με γλου-ταθειόνη ή με άλλες ενώσεις που περιέχουν σουλφυδρύλια) εμφανίζουν και οι ενώσεις εκείνες που περιέχουν μία μη κορεσμένη α,β-κετόνη, όπως το διουρητικό φάρμακο αιθακρυνικό οξύ. Επίσης, η γλουταθειόνη δεσμεύει την N-ακετυλοβενζοκινονιμίνη, η οποία προκύπτει από την οξειδωτική αφυ-δρογόνωση της παρακεταμόλης από το κυτόχρωμα P-450, και φέρει έναν ενεργοποιημένο διπλό δε-σμό. Τα συνθετικά προϊόντα της γλουταθειόνης απεκκρίνονται στη χολή. Ωστόσο, εάν από το τμήμα του μορίου της γλουταθειόνης αποκοπούν διαδοχικά το γλουταμικό οξύ και η γλυκίνη, η κυστεΐνη που απομένει στο αρχικό συνθετικό προϊόν μπορεί να δώσει περαιτέρω ακετυλοπαράγωγα (μερκα-πτουρικά οξέα), τα οποία συντίθενται στους νεφρούς και απεκκρίνονται στα ούρα.

Στο κυτταρόπλασμα, υπάρχουν τέσσερις κατηγορίες της γουταθειονο-S-τρανσφεράσης, οι A, M, P, ή T, οι οποίες αναφέρονται, επίσης, και με τα σύμβολα α, μ, π και θ. Ο ανθρώπινος οργανισμός διαθέτει δύο ισοένζυμα της κατηγορίας α (hGSTA1 και hGSTA2, ή B1 και B2), τα οποία απαντούν, κυρίως, στο ήπαρ και τους νεφρούς, τέσσερα ισοένζυμα της κατηγορίας μ (hGSTM1a, -M1b, -M2, και -M3), καθώς και τέσσερα ισοένζυμα της κατηγορίας π (hGSTP1a and hGSTP1b). Τα τελευταία είναι, κυρίως, εξωηπατικά ένζυμα (εντερικός βλεννογόνος, πνεύμονες και πλακούντας). Στους επίμυ-ες, υπάρχουν τα ισοένζυμα Ya1, Ya2, Yc1, και Yc2. Το ισοένζυμο GSTA1 (λιγανδίνη) έχει σημαντι-κό ρόλο στην άμυνα του κυττάρου, ως μόριο σύνδεσης και απομάκρυνσης διαφόρων ενώσεων. Τόσο ο άνθρωπος, όσο και ο επίμυς, διαθέτουν μόνο ένα ισοένζυμο της κατηγορίας θ, το οποίο μάλλον α-ποτελεί την αρχέγονη μορφή όλων των άλλων ενζύμων.

Από τα μικροσωμιακά ένζυμα, έχουν χαρακτηριστεί δύο μορφές, οι οποίες διαφέρουν σαφώς από τα κυτταροπλασματικά ισοένζυμα. Το ένα καταλύει τη σύζευξη της γλουταθειόνης με διάφορα ξενοβιοτικά, ενώ το άλλο έχει ως υπόστρωμα το λευκοτριένιο Α4 (ένα λιπιδικό εποξείδιο του αραχι-δονικού οξέος) που ενώνεται με τη γλουταθειόνη και σχηματίζει το λευκοτριένιο C4 (υπό την επί-δραση της συνθετάσης του λευκοτριενίου C4).

Δεν έχουν περιγραφεί γενετικές διαφορές στα ισοένζυμα της γλουταθειονο-S-τρανσφεράσης, από τις οποίες θα μπορούσαν να προκύψουν τυχόν προβλήματα φαρμακολογικής δράσης. Αυτό μάλ-λον εξηγείται από την παρουσία πολλών ισοενζύμων στους ιστούς, από την αλληλεπικάλυψη πολλών καταλυτικών αντιδράσεων ως προς τα υποστρώματα, καθώς και από την αφθονία της γλουταθειόνης. Ωστόσο, πειραματικές μελέτες έχουν δείξει ότι ίσως υπάρχουν διαφορές στην εκδήλωση τοξικών α-ντιδράσεων, από την έλλειψη ορισμένων ισοενζύμων.

Στον άνθρωπο, έχει διαπιστωθεί πολυμορφία στην έκφραση του ισοενζύμου hGSTM1. Άτο-μα με πλήρη έλλειψη έχουν μειωμένη ικανότητα παραγωγής συνθετικών προϊόντων της γλουταθειό-νης, στην οποία έχει αποδοθεί κάποια προδιάθεση ανάπτυξης βρογχογενούς καρκίνου από το κάπνι-σμα.

Για τα ισοένζυμα της κατηγορίας α και της κατηγορίας μ έχει περιγραφεί επαγωγή μετά από χορήγηση 3-μεθυλχολανθρενίου, φαινοβαρβιτάλης, κορτικοστεροειδών, αντιοξειδωτικών ενώσεων, καθώς και διαφόρων ενώσεων που λειτουργούν ως υποστρώματα αυτών των ισοενζύμων.

71

Τα αντίστοιχα γονίδια ενεργοποιούνται από περιοχές σύνδεσης με διοξίνες και πολυκυκλι-κούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες, από γλυκοκορτικοειδή και από αντιοξειδωτικά. Τα επαγωγικά αυτά μόρια έχουν ως κοινό παρονομαστή τη σύνδεση με τον υποδοχέα των αρωματικών υδρογοναν-θράκων (Ah receptor), ο οποίος πυροδοτεί μια ολόκληρη συστοιχία γονιδίων (κυτόχρωμα CYP1A1, DT-διαφοράση, UDP-γλυκουρονοσυλτρανφεράση, S-τρανσφεράση της γλουταθειόνης και αλδεϋδική αφυδρογονάση ALDH3c). Έχει προταθεί η άποψη, ότι η αντικαρκινική δράση των μπρόκολων οφεί-λεται στην επαγωγή της γλουταθειονο-S-τρανσφεράσης από τη σουλφοραφάνη με τον ανωτέρω μη-χανισμό. Παραμένει ακόμη αβέβαιο εάν το σύστημα του υποδοχέα Ah ενεργοποιείται με ανάλογους ρυθμιστικούς μηχανισμούς και στον άνθρωπο.

Πίνακας 2.8. Ουσίες που συζεύγνυνται με γλουταθειόνη.

Ακεταμινοφαίνη (παρακεταμόλη) Σουλφοναμίδες (μετά από βιομετατροπή σε υδροξυλαμίνες ή νιτροζο-ενώσεις) [Μεθυλιωμένος υδράργυρος]

Γενικώς, η παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων γλουταθειόνης στον οργανισμό, καθώς και η ικανότητα των αντιστοίχων τρανσφερασών να λειτουργούν ως πρώτη γραμμή εξουδετέρωσης πολλών ουσιών με ισχυρή οξειδωτική ικανότητα, αποτελούν εγγύηση για την αποτροπή των τοξικών εκδηλώ-σεων που αποδίδονται στο οξειδωτικό στρες από ενδογενείς και εξωγενείς ενώσεις. Η εκκένωση των αποθεμάτων γλουταθειόνης, ή η υπολειτουργία των τρανσφερασών, καθιστά τα κύτταρα περισσότερο ευάλωτα σε αυτές τις επιβλαβείς επιδράσεις. Παράδειγμα αποτελεί η περίπτωση της ηπατοτοξικότη-τας από την υπέρμετρη λήψη παρακεταμόλης.

Η διάσπαση των νιτρικών εστέρων της γλυκερίνης στους ιστούς φαίνεται ότι αποτελεί προϋ-πόθεση για την εμφάνιση της αντιστηθαγχικής της δράσης, επειδή απελευθερώνεται οξείδιο του αζώ-του, που ως γνωστόν διαθέτει ισχυρές αγγειοδιασταλτικές ιδιότητες. Πράγματι, έχει παρατηρηθεί ότι πολλές σουλφυδρυλικές ενώσεις προλαμβάνουν ή αναστρέφουν την ανάπτυξη αντοχής στα αντιστη-θαγχικά φάρμακα.

Ενδεικτική Βιβλιογραφία

Beierle I, Meibohm B & Derendorf H. Gender differences in pharmacokinetics and pharmacodynam-ics. Int. J. Clin. Pharmacol. Ther. 37:529–547, 1999.

Bock KW. Vertebrate UDP-glucuronyltransferases: functional and evolutionary aspects. Biochem. Pharmacol. 66:691–696, 2003.

Conney AH. Induction of drug-metabolizing enzymes: a path to the discovery of multiple cyto-chromes P450. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 43:1–30, 2003.

Denison MS & Nagy SR. Activation of the aryl hydrocarbon receptor by structurally diverse exoge-nous and endogenous chemicals. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 43:309–334, 2003.

Guengerich FP. Cytochrome P-450 3A4: regulation and role in drug metabolism. Annu. Rev. Pharma-col. Toxicol. 39:1–17, 1999.

Guengerich FP. Update information on human P450s. Drug Metab. Rev. 34:7–15, 2002.

72

Hardman JG & Limbard LE (eds.-in-chief). Goodman and Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics (12th ed.). New York: McGraw-Hill, 2011.

Katzung BG (ed.). Basic & Clinical Pharmacology (12th ed.). New York: McGraw-Hill, 2012.

Konstandi M, Marselos M, Radon-Camus AM, Johnson E & Lang MA. The role of stress in the regu-lation of drug metabolizing enzymes in mice, European Journal of Drug Metabolism and Pharmacokinetics, 23, 483-490, 1998.

Lang M, Marselos M & Törrönen R. Modifications of drug metabolism by disulfiram and diethyl-dithiocarbamate, I. Mixed-function oxygenase, Chemico-Biological Interactions, 15, 267-276, 1976.

Lewis DFV. Guide to Cytochromes P450: Structure & Function. London: Taylor & Francis, 2001.

Mandel HG & Way EL (eds). Fundamentals of Drug Metabolism and Drug Disposition. Melbourne: Krieger Publishing Company, 1979, p.179.

Marselos M. Genetic variation of drug-metabolizing enzymes in the Wistar rat, Acta Pharmacologica et Toxicologica, 39, 186-197, 1976.

Marselos M, Lang M & Törrönen R. Modifications of drug metabolism by disulfiram and diethyl-dithiocarbamate, II. D-Glucuronic Acid Pathway, Chemico-Biological Interactions, 15, 277-287, 1976.

Marselos M, Alakuijala P, Lang M & Törrönen R. Studies on the mechanism by which disulfiram and diethyldithiocarbamate affect drug metabolism, In: Microsomes and Drug Oxidations, Ed. V. Ullrich et al., pp. 589-596, Pergamon Press, Oxford, 1977.

Marselos M, Törrönen R, Koivula T & Koivusalo M. Comparison of phenobarbital and carcinogen-induced aldehyde dehydrogenases in the rat, Biochimica et Biophysica Acta, 583, 110-118, 1979.

Marselos M, Strom S & Michalopoulos G. Enhancement of aldehyde dehydrogenase activity in hu-man and rat hepatocyte cultures by 3-methyl-cholanthrene, Cell Biology and Toxicology, 2, 257-269, 1986.

Marselos M & Michalopoulos G. Phenobarbital enhances the aldehyde dehydrogenase activity in rat hepatocytes in vitro and in vivo, Acta Pharmacologica et Toxicologica, 59, 403-409, 1986.

Meibohm B, Beierle I & Derendorf H. How important are gender differences in pharmacokinetics? Clin. Pharmacokinet. 41:329–342, 2002.

Pandit NK & Soltis RP. Introduction to the Pharmaceutical Sciences: An Integrated Approach, 2nd ed. Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins; 2011.

Pappas P, Vasiliou V, Karageorgou M & Marselos M. Changes in the inducibility of a hepatic alde-hyde dehydrogenase after treatment with a glutathione depletor, in: "Molecular Pathology of Alcoholism", ed. N. Palmer, NATO ASI Series, pp. 115-120, 1991.

Pappas P, Vasiliou V, Nebert DW & Marselos M. Responses of rat liver cytosolic aldehyde dehydro-genase to toxic chemicals, glutathione depletion, and other forms of stress, Biochemical Pharmacology, 48, 841-845, 1994.

Pappas P, Vasiliou V, Karageorgou M, Stefanou P & Marselos M. Studies on the induction of rat class 3 aldehyde dehydrogenase, In Enzymology and Molecular Biology of Carbonyl Metabo-lism 5, Eds. H. Weiner, R.S. Holmes and B. Wermuth, Advances in Experimental Medicine and Biology, Vol. 372, pp. 143-149, Plenum Press, New York, 1995.

Pappas P, Stephanou P, Vasiliou V & Marselos M. Zoxazolamine paralysis in two rat substrains - Dif-ferences of hepatic drug metabolism, European Journal of Drug Metabolism and Pharmaco-kinetics, 23, 461-467, 1998.

73


Tukey RH & Strassburg CP. Human UDP-glucuronyltransferases: metabolism, expression, and dis-ease. Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 40:581–616, 2000.

Waller D, Sampson T. Medical Pharmacology and Therapeutics. 4th Edition, Elsevier, 2014.


Willson TM & Kliewer SA. PXR, CAR and drug metabolism. Nat. Rev. Drug Discov. 1:259, 2002.

74

Περικλής Παππάς


ΦΑΡΜΑΚΟΚΙΝΗΤΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΟΛΟΓΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 75

1.Ανακεφαλαίωση των φαρμακοκινητικών αρχών 75

1.1.Όγκος κατανομής 75

1.2.Κάθαρση 75

1.3.Χρόνος ημιζωής 76

1.4.AUC 77

1.5.Βιοδιαθεσιμότητα 77

2.Ανοικτό μονόχωρο και ανοικτό δίχωρο σύστημα 77

3.Πρακτικές συνέπειες της εκθετικής διακίνησης των φαρμάκων 79

4.Η φαρμακολογική ενέργεια ως συνάρτηση του χρόνου 81


1.Α

θαρσκάτω

1.1.

φαργκοςπράξεπιτ

εφόδ

θολοβολήπερισμα

πλάσνα εκάθεθεί iσυγκ

1.2.

συνθφάρλεπττίζον

του

Ανακεφαλ

Για τη φση (θεμελιώδω από την κα

.Όγκος κα

Ο όγκοςμάκου στο πς κατανομήςξη, ο Vd χρηευχθεί ένα επ

Π.χ., εάνδου οφείλει ν

O υπολοογικές κατασή της απαιτοιοριστεί στα θα είναι 100

Η δόση σμα. Η εναλεπέλθει κατάετο άξονα δίi.v. και θα εκέντρωση χρ

.Κάθαρση

Η κάθαθήκες μέτρημακο στη μοτό το φάρμακνται με την κ

Στην κλφαρμάκου π

ΦΑΡΜΑΦΑ

λαίωση τω

φαρμακοκινηδη μεγέθη), αμπύλη χρόν

ατανομής

ς κατανομήςπλάσμα και ς είναι, επομέησιμοποιείταπιθυμητό αρν το φάρμακνα είναι 1000

ογισμός αυτόστάσεις μπορούμενης δόσ50 lt και ο α

00/50, ή 20 μεφόδου εξασ

λλακτική λύσσταση ισορρίνει το θεωρηείχε κατανεμρησιμοποιείτ

η

αρση (Cl) μπησης. Ως κάθονάδα του χκο αποκαθαίκατανομή στλινική πράξηπου απαιτείτα

ΑΚΟΚΙΝΑΡΜΑΚ

ων φαρμα

ητική οι σημο χρόνος ημνου/συγκέντρ

ς (Vd) ενός φτη δόση πουένως, μια πααι για τον υπχικό επίπεδοκο έχει Vd =0 mg, όταν ξ

ός δεν εξαρτρεί να μεταβσης εφόδου. ασθενής λάβεμg/ml, δηλαδσφαλίζει τηνση είναι να χοροπίας (πλατητικό μέγιστμηθεί ταχύτααι για τον πρ

πορεί να αναθαρση ορίζεχρόνου. Δηλαίρεται από 10τους ιστούς, μη, η κάθαρσηαι για τη διατ

75

Κεφάλ

ΝΗΤΙΚΕΚΟΛΟΓΙ

ακοκινητικ

μαντικότερεςμιζωής (το πρρωσης) και η

φαρμάκου δίυ χορηγήθηκαράμετρος ποπολογισμό τηο του φαρμάκ= 100 lt και αξέρουμε ότι ο

τάται από τηβάλουν τον όΣτο προηγοει την ίδια δόδή μπορεί ναν ταχεία επίτορηγείται τοτό). Τέλος, η το επίπεδο τοατα σε ολόκλροσδιορισμό

αφέρεται στοεται εκείνος αδή, κάθαρσ00 ml ορού. με τον μεταβη είναι σηματήρηση του π

αιο 3

ΕΣ ΙΔΙΟΙΚΗ ΕΝΕ

κών αρχώ

ς παράμετροιρώτο παράγωη βιοδιαθεσιμ

ίνει τη συσχέκε (Συγκέντρου συνάγεταης δόσης εφκου στο πλάσαπαιτείται αο όγκος κατα

ην κάθαρση ήόγκο κατανοούμενο παράόση εφόδου α φτάσει σε ττευξη θεραπεο φάρμακο επνοητική προου φαρμάκουληρο τον οργ του φαινομε

ο αίμα, στο ο όγκος τωνση ορού ίση Οι μηχανισμβολισμό ή μεαντική παράπλατό.

ΟΤΗΤΕΣΕΡΓΕΙΑ

ών

ι είναι ο όγκωγο μέγεθος)μότητα.

έτιση ανάμεσρωση στο πλαι εμμέσως αόδου που απσμα. ρχική συγκέανομής είναι

ή τον χρόνο μής και να οδειγμα, εάν (1000 mg), ηοξικά επίπεδευτικών επιππί 4-5 χρόνουοέκταση της υ, σε περίπτωγανισμό. Αυενικού όγκου

πλάσμα ή σν υγρών πουπρος 100 mμοί που παρεε την απέκκρμετρος επειδ

Σ ΚΑΙ Α

κος κατανομ), η τιμή AU

σα στη συγκλάσμα = Δόσαπό άλλα δεδπαιτείται προ

έντρωση 10 μ100 lt.

ημιζωής. Οοδηγήσουν έο όγκος κατη συγκέντρωδα. πέδων του φαυς ημιζωής, κάθε καμπύωση που θα υτή η θεωρηυ κατανομής

στον ορό, ανυ απαλλάσσοml/min σημαεμβαίνουν μπριση. δή προσδιορ

μής και η κάC (επιφάνεια

κέντρωση τουση/Vd). Ο όδομένα. Στηνοκειμένου να

μg/lt, η δόση

ρισμένες παέτσι σε μετατανομής έχεωση στο πλά

αρμάκου στοπροκειμένουλης προς τονείχε χορηγητική μεγίστης (Vd).

άλογα με τιςονται από τοαίνει ότι σε 1πορεί να σχε

ρίζει το ποσό

-α

υ -ν α

η

α-α-ει ά-

ο υ ν -η

ς ο 1 -

ό

απορ

σης

Δηλ

στο την δρούύψο

κή λμα ελουνστρώκριτπλάσ

1.3.

πραγενός

σταθφθάενόςχεί σκή λΚατβδομ

Εξ ορισμΕισροή Η εισρο

ρροφάται μεΕισροή Η εκροή

(Cl): Ε

λαδή, σε κατάΚ

και με τη

Από τη δοσολογικό κατάσταση ύν στην κάθς των δόσεω

Με δεδολειτουργία τοενδέχεται να ν τις φαρμαώματος του τήρια κλινικήσμα.

.Χρόνος η

Ο χρόνογματικότητας φαρμάκου,

Ο Τ1/2 είθερού επιπέδσει η συγκές φαρμάκου στο 94% τουλειτουργία, τ’αναλογία, κμάδα για την

μού, στην καφαρμάκου =

οή του φαρμάετά από p.o. ή= Κλ x Δόση

ή του φαρμάκ

Εκροή = Cπ

άσταση ισορΚλ x Δόση / Μ

ην αναπροσα

σχέση αυτήσχήμα (δόσισορροπίας

θαρση πρέπεων, τη συχνότομένη την εξου οργανισμπαραλλάσσκοκινητικές ασθενούς θαής αποτελεσ

μιζωής

ος ημιζωής α, ο Τ1/2 εξαρδηλαδή αποίναι κατ’αρχήδου συγκέντρέντρωση τουγια χρονικό υ πλατό. Έτση επίτευξη κάθε μεταβον εξισορρόπ

ατάσταση ισο= Εκροή φαρ

άκου είναι σή i.m. χορήγηη / Μεσοδιάσ

κου είναι συ

πλ x Cl

ροπίας έχουμΜεσοδιάστη

αρμογή της ε

ή, προκύπτειση και μεσοδτου φαρμάκι να αντιμεττητα χορήγησξάρτηση της ού, μπορούμει σημαντικάιδιότητες μι

α καθορίσει τσματικότητας

(Τ1/2) αποτερτάται από τοτελεί έμμεσοήν μια ένδειξρωσης (πλατφαρμάκου διάστημα τοσι, για τη διγσταθερού επλή στις δόσεηση του νέο

76

ορροπίας έχορμάκου

συνάρτηση τηηση, και το μστημα Δόσεω

υνάρτηση της

με: ημα δόσεων

εξίσωσης:

ι ότι μεταβοδιάστημα δόσκου στο πλάτωπίζονται μσης ή και τασυγκέντρωσμε να καταλήά όταν συνυπμιας ουσίας. το δοσολογικς και στον ε

ελεί τον πλέτον όγκο κατο δείκτη τωνξη του χρονιτό) του φαρμσε σταθερό ου αντιστοιχεγοξίνη που έχπιπέδου στοεις - είτε αύου πλατό. Επ

ουμε:

ης χορηγηθεμεσοδιάστημων

ς συγκέντρω

= Cπλ x Cl

λές ή ατομικσεων) και στάσμα. Τυχόνμε μεταβολέςα δύο. σης του φαρμήξουμε στο σπάρχουν παθΗ ακριβής γκό σχήμα, η εργαστηριακ

έον χαρακτητανομής και ν φαρμακοκινικού διαστήμμάκου στο αίεπίπεδο. Γιεί σε 4 Τ1/2, τχει Τ1/2=36 hο πλάσμα θαξηση, είτε μπιπροσθέτως

ίσας δόσης, μα των δόσεω

ωσης στο πλα

κές διαφορέτην κάθαρσην παθολογικές στο δοσολ

μάκου στο πλσυμπέρασμαθολογικές καγνώση του τσυνέχιση το

κό προσδιορι

ριστικό φαραπό τη νεφρνητικών ιδιοτματος που απίμα. Συνήθωα την ακρίβτο επίπεδό το

hr σε ασθενεία απαιτήσει μείωση - θα α, τυχόν μετα

του κλάσμαων:

ατό (Cπλ) κα

ές στη βιοδιαη, μπορεί ναές καταστάσλογικό σχήμα

λάσμα από τα, ότι το δοσοαταστάσεις πτυχόν παθολου οποίου θαισμό του φα

ρμακοκινητικρική ή ηπατοτήτων μιας οπαιτείται για ως αρκούν 4-βεια, μετά απτου στο αίμα ίς με φυσιολπερίπου μιαπαιτήσει εκαβολή στον

ατος (Κλ) που

αι της κάθαρ

αθεσιμότηταα επηρεάσουνσεις που επια, δηλαδή το

τη φυσιολογιολογικό σχήπου μεταβάλλογικού υποα βασιστεί σεαρμάκου στο

κό όρο. Στηνική κάθαρσηουσίας. την επίτευξη5 Τ1/2, για ναπό χορήγησηθα αντιστοι

λογική νεφριια εβδομάδακ νέου μια εΤ1/2, η οποία

υ

-

α, ν ι-ο

ι--λ--ε ο

ν η

η α η ι-ι-α. -α

μπορπλατ

το μμανσΓια λων

1.4.

είναεμβασε μτη σήδη δεν

1.5.

θει σοδοίαπό ορίω

φορίματοφαρ

ση σπλατξει δ

2.Α

ρεί να οφείλτό.

Το εύρομέγεθος της δση συγκέντρτα φάρμακαδόσεων και

.AUC

O χώροςαι γνωστός ωαδού των θεμικτές μονάδσυγκεκριμένηαναφερθεί αεξαρτάται απ

.ΒιοδιαθεσΗ βιοδι

στην κυκλοφί χορήγησηςτη δική του ων αυτών βοη

Η γνώσηίες για την πος μπορεί ναμακοκινητικ

Συμπερασυντήρησης τό. Μεταβολδεν αρκεί, εά

Ανοικτό μο

λεται σε κάπο

ος της διακύμδόσης και τηρωσης, επειδήα αυτά, η διασε βραχύτερ

ς της γραφικως AUC (Arεωρητικών τρδες συγκέντρη καμπύλη πανωτέρω, καπό το επίπεδ

σιμότητα αθεσιμότητφορία του αίμς παρέχουν αβιοδιαθεσιμηθά τον κλιν

η των θεραππαρουσία ή μα έχει δυσμενκή αυτή παράασματικά, ο και ο χρόνολές στον Vd, άν δεν γνωρίζ

ονόχωρο

οια αλλαγή σ

μανσης του εην οδό χορήγή στα μεσοδιατήρηση δραρα χρονικά δ

κής απεικόνισea Under thραπεζίων πουρωσης και χρπρος την τιμήαι όπως φαίνο της δόσης.

α καθορίζει ματος. Μετά ατελή βιοδιαμότητα, η οπονικό γιατρό σ

πευτικών συνμη φαρμακευνή ή και τοξιάμετρος. όγκος κατανος ημιζωής (Τή στην Cl, εζουμε ότι αυ

και ανοικ

77

στην πορεία

επιπέδου τουγησης. Φάρμιαστήματα ταστικών επιπδιαστήματα.

σης που κατhe Curve) κυ χωρούν μέρόνου (mg/mή AUC μας δνεται και στη.

το ποσοστόαπό i.v. χοραθεσιμότηταοία κυμαίνετστον ακριβέσ

νθηκών για ευτικού πλατικά επακόλο

νομής (Vd) κΤ1/2) το χρονεπηρεάζουν τυτό οφείλεται

κτό δίχωρ

α της ασθένει

υ φαρμάκου μακα με βραων δόσεων τπέδων απαιτε

αλείπεται κάκαι μπορεί ναέσα σε αυτήν

ml/hr). Το πηδίνει την κάθη γραφική α

της δόσης τρήγηση, η βιοα. Κάθε φαρται ανάμεσα στερο καθορι

ένα συγκεκρτό. Επίσης, τουθα, εάν δεν

καθορίζει τη νικό διάστημτον Τ1/2. Η αι σε κάποια μ

ρο σύστημ

ιας, θα οδηγ

στο πλάσμααχύ Τ1/2 παροτο επίπεδό τοεί ημερήσια

άτω από την α προσδιορισν την επιφάνηλίκο της δόθαρση (Cl) ταπεικόνιση, ο

του φαρμάκοοδιαθεσιμότηρμακοτεχνικόσε κάποια ανισμό του δοσ

ριμένο ασθενυχόν αλλαγήν έχει προηγο

δόση εφόδομα που θα απαπλή πληροφμεταβολή του

μα

γήσει σε δημ

α εξαρτάται ουσιάζουν μεους μειώνεταχορήγηση σ

καμπύλη απσθεί με το άνεια. Η AUCόσης που χορτου φαρμάκοο Τ1/2 είναι σ

ου που τελικητα είναι 100ό προϊόν χανεκτά όρια. Ησολογικού σχ

νή βασίζεταιή του θεραπουμένως ληφ

ου, η κάθαρσπαιτηθεί για φορία ότι ο Τυ Vd ή της C

μιουργία νέου

από τον Τ1/2

εγάλη διακύαι σημαντικάσχετικά μεγά

πομάκρυνσηςάθροισμα τουC εκφράζεταρηγήθηκε γιαου. Όπως έχεσταθερός κα

κώς θα εισέλ0%. Οι άλλεςρακτηρίζεταΗ γνώση τωνχήματος.

ι στις πληροευτικού σχήφθεί υπόψη η

ση (Cl) τη δότην επίτευξη1/2 έχει αλλά

Cl.

υ

2, -ά. -

ς υ αι α ει αι

λ-ς αι ν

--η

-η ά-

στη φαρμε εένα

Σχήμκου.

και όσμούφοντμποροποί

Η μελέτγενική αρχήμάκου από τεκθετικό τρόπσταθερό ποσ

μα 3.1. Συναρ

Με άλλαόχι γραμμικήύ. Χαρακτηρται με τις σρούμε να δεχίος συμπεριφ

τη της απορή ότι ο οργατον ένα χώροπο. Στη μονάσό (Σχήμα 3.

ρτήσεις «μηδεν

α λόγια, τα πή κινητική «ριστικό παράσυναρτήσεις χθούμε ότι τοφέρεται ως έν

ρόφησης, τηανισμός συμο στον άλλο άδα του χρόν.1).

νικής» και «πρ

περισσότεραμηδενικής τάάδειγμα κινη«μηδενικής ο φάρμακο κνα μεγάλο μο

78

ης κατανομήμπεριφέρεται είναι ευθέωςνου, μετακινε

ρώτης» τάξης,

α φάρμακα πάξης», όπως ητικής κορεστάξης» των

κατανέμεται ονόχωρο σύσ

ής και της απως ένα πολ

ς ανάλογη τοείται ένα στα

για την απεικ

παρουσιάζουνπεριγράφετα

σμού είναι οιν Michaelis-ομοιόμορφαστημα (Σχήμ

πέκκρισης τλύχωρο σύστου πρανούς σαθερό ποσοσ

κόνιση της απο

ν εκθετική και για τα βιοι ενζυμικές αMenten. Γιαα μέσα σε ολόμα 3.2).

των φαρμάκωτημα. Η μετσυγκέντρωσηστό του φαρμ

ομάκρυνσης εν

κινητική «προλογικά συσταντιδράσεις πα λόγους απλόκληρο τον

ων βασίζετατακίνηση τουης και γίνεταμάκου και όχ

νός φαρμά-

ρώτης τάξης»τήματα κορεπου περιγράπλούστευσηςοργανισμό, ο

αι υ αι χι

» --ς, ο

κινηφαρτάξημακακινηυψη

φαρχωρμέσαευρύείναιστώδέρμκων το π

3.Π α) Οένα Τυπδιάφζόλημεν β) Ηένα Πολορισκαταμάκογ) Ηαπα

Όπως ήδητική μηδενιμάκου. Αντιης εξαιτίας τα, η κινητικητική πρώτηςλές δόσεις (Σ

To μοντμάκου σε όλου ανοικτούα στον οργαύτερο περιφεαι σχηματικοών με πλούσμα, ο λιπώδη γίνεται πάντπεριφερικό δι

Πρακτικές

Ο χρόνος ημσταθερό επίικό παράδειγφορες σουλφης είναι 8 hrπρώτη χορηγΗ καθυστέρηφάρμακο πρλλές φορές είσμένο επίπεδαστείλει μια ου χορηγώντΗ επαναληπταιτείται για τ

Σχήμα 3.2

δη αναφέρθηικής τάξης, διπροσωπευτιτου κορεσμοκή απομάκρυς τάξης ότανΣχήμα 3.1). τέλο του μονλον τον οργα συστήματοςανισμό. Το σερικό. Οι χώοί. Θεωρητικια αιμάτωσηης ιστός και οτοτε από το ιαμέρισμα, τ

ς συνέπειε

μιζωής ενός ίπεδο στο πλγμα αποτελεφοναμίδες εξr, ενώ της σογείται κάθε 4ηση της απορέπει να χορίναι επιθυμηδο. Η κινιδίνκολπική μαρτας το σε δόστική χορήγητην απομάκ

2. Aνοιχτό μον

ηκε, η απομάδηλαδή στη κό παράδειγύ των ηπατικυνσης εξαρτάν χορηγούντα

νόχωρου συσανισμό. Αυτός περιγράφει σύστημα αυτώροι αυτοί δκά, ο κεντρικη, ενώ ο περοι μυς σε κατκεντρικό διαο οποίο λειτο

ες της εκθ

φαρμάκου κλάσμα. ί η χορήγησηαρτάται απόουλφαμεθοξυ4 hr, ενώ η δορρόφησης μρηγείται συχητή μια προονη μπορεί ναρμαρυγή. Σεσεις και συχνηση ενός φαρρυνσή του θ

79

νόχωρο και αν

άκρυνση ορισμονάδα του

γμα αποτελείικών ενζύμωνάται από τη αι σε μικρές

στήματος προό, όμως, αποι επαρκέστερτό περιλαμβάδεν αναφέρονκός χώρος ανριφερικός χώατάσταση ηρεαμέρισμα. Υπουργεί ως απ

θετικής δ

καθορίζει τ

η σουλφοναμό τον βιολογιυπυριδαζίνηςδεύτερη κάθεμετά από χοχνότερα απόοδευτική αύξα δοθεί ανά ε αυτήν την πνότητα που δρμάκου σε μθα οδηγήσει

νοιχτό δίχωρο

σμένων φαρμυ χρόνου απί η αιθανόλην που τη μετδόση. Η ασδόσεις και μ

οϋποθέτει ταοτελεί μια υπρα τις μεταβοάνει δύο χώνται σε συγκντιστοιχεί σρος σε ιστούεμίας. Η είσοπάρχει, όμωςποθηκευτικό

ιακίνηση

η συχνότητ

μιδών. Η συχικό χρόνο ημς είναι 34 hrε 24 hr. ρήγηση απόό ό,τι επιβάλξηση της συγμία ώρα επίπερίπτωση οδεν δικαιολομεσοδιαστήμι σε άθροιση

σύστημα κατα

μάκων από τπομακρύνεταη, που ακολοταβολίζουν. σπιρίνη και ημηδενικής τά

αχύτατη και περαπλούστεολές στη συγρους, έναν μκεκριμένα αντο αίμα και ύς με φτωχόοδος και η απς, και μια αμς χώρος.

ς των φαρ

α χορήγησή

χνότητα με τμιζωής τους.. Δεν είναι ε

ό το στόμα ελλει ο χρόνοςγκέντρωσης ί αρκετό χροο γιατρός προγούνται από ματα βραχύτη μέσα στον

ανομής.

τον οργανισμαι ένα σταθεουθεί κινητικΓια ορισμένη φαινυτοΐνηάξης όταν χορ

ομοιογενή κευση. Το μονγκέντρωση τομικρό κεντρανατομικά στστον εξωκυ

ότερη αιμάτωαπομάκρυνσημφίδρομη δια

ρμάκων

ής του για ν

την οποία χο. Ο Τ1/2 της επομένως πα

είναι η βασικς ημιζωής ττου φαρμάκονικό διάστηοκαλεί άθρο τον χρόνο ητερα από τοοργανισμό.

μό ακολουθερό ποσό τουκή μηδενικήςνα άλλα φάρη, π.χ., έχουνρηγούνται σε

κατανομή τουντέλο του δίου φαρμάκουρικό και έναντοιχεία, αλλάυττάριο χώροωση, όπως τοη των φαρμάακίνηση προς

α επιτευχθε

ορηγούνται οσουλφισοξαράδοξο ότι η

κή αιτία πουου. κου μέχρι έναημα μέχρι ναιση του φαρημιζωής. ον χρόνο που

εί υ ς -ν ε

υ ί-υ ν ά ο ο -ς

εί

οι α-η

υ

α α -

υ

Η πρκαι και αποτ

Σχήμ(η συισορρμέραέχου& Ra.

δ) ΟμάκΣτις

σοδι

ε) Γδοι γ-Συχ-Επιαλυτ-Πακιλλ-Αναμετα

ρακτική σημαπό την κατμεγάλες αυξτέλεσμα μόν

μα 3.3. Ένα φυνολική ημερήροπίας (πλατόα, οι δόσεις διπυν και πάλι αποand, 1980, Co

Οι διαταραχκων που απεκς περιπτώσεις

ιαστήματα χο

Γενικά, ότανγια να παραχνή χορήγησιβράδυνση τητό περίβλημαρεμπόδιση τλίνης και άλλαστολή του αβολισμού τη

μασία των αυτάσταση του ξομειώσεις σνον όταν η συ

φάρμακο με Τ1/

ήσια δόση είναό) επιτυγχάνονπλασιάζονται ήοκατασταθεί οopyright Black

χές της νεφρκκρίνονται ς αυτές πρέπ

ορήγησης.

ν πρόκειται γαταθεί η ενέρση (πολλά φάης απορρόφηα). της νεφρικήςλων ασθενώνμεταβολισμοης μερκαπτο

υξομειώσεωνασθενούς (Σ

στερούνται συγκέντρωσή

/2 36 hr χορηγαι στη μια περίνται μετά από πή υποδιπλασιάοι συνθήκες ισkwell Scientifi

ρικής λειτουαπό τους νεπει είτε να ελ

για φάρμακργειά τους:άρμακα χορηησης (συνήθ

απέκκρισηςν οξέων). ού φαρμάκωνπουρίνης).

80

ν της συγκένΣχήμα 3.3). Γσημασίας, ενώτους διατηρ

γείται 3 φορές ίπτωση διπλάσπαρέλευση 6 ηάζονται, αντισσορροπίας σε νic Publication

υργίας πρέπεεφρούς. λαττώνεται η

κα με βραχύ

ηγούνται κάθθως με τροπο

ς (η προβενε

ν (η αλλοπο

ντρωσης στοΓια μερικά φώ αντίθετα οείται σε σταθ

ημερησίως, σεσια της άλλης)ημερών χορήγστοίχως. Σημεινέα επίπεδα πλs, Oxford).

ει να λαμβά

η δόση του φ

χρόνο ημιζ

ε 4 hr). οποιήσεις στ

σίδη αναστέ

υρινόλη ανα

ο πλάσμα εξαφάρμακα, όποι σουλφοναθερά υψηλό

ε δύο διαφορε. Και με τα δύησης (περίπουιώνεται ότι μετλατό (τροποπο

άνονται υπόψ

φαρμάκου ή

ζωής, υπάρχ

ο σκεύασμα

έλλει την ενε

απτύχθηκε αρ

αρτάται απόπως η πενικιλαμίδες έχουν επίπεδο.

ετικά δοσολογιύο σχήματα, οιυ 4 x Τ1/2). Μετά παρέλευση οιημένο σχήμα

ψη στη δοσ

να επιμηκύν

χουν οι ακόλ

α, όπως είναι

εργητική απέ

ρχικά ως ανα

το φάρμακολλίνη, ακόμηθεραπευτικό

ικά σχήματα ι συνθήκες τά την 6η η-6 ημερών, α από Bowman

σολογία φαρ

νονται τα με

λουθες μέθο

το εντεροδι

έκκριση πενι

αστολέας του

ο η ό

n

-

-

-

ι-

ι-

υ

4.Η

δρασβεί τφαρφησαπό 3.4)

μη κσε κεκλεχωρ

σημτου αποργραμδρασ

-Η τ-Όσφθάν-Ότατιμήδόση

Σχήμνο Τσης φΔιάσ

Η φαρμακ Η διάρκ

στικά τα επίπτο ελάχιστο μακολογικήςσης, κατανομτο ελάχιστο

. Εξαιρέσ

και όταν δεν κάποια αλλοίεκτική καθήλίς πρακτικώς

Τα περισείο εφαρμογφαρμάκου, δρροφάται στμμικού τύποστικής ουσία

Γενικώςταχύτητα εμφο περισσότενει η συγκέναν ο ρυθμός ή συγκέντρωης.

μα 3.4. Το φαρΤ0. Η ελάχιστηφαρμακολογικστημα Τ1 - Τ3:

κολογική ε

κεια μιας φαπεδα ενός φαδραστικό επς ενέργειας. μής και απομο δραστικό ε

σεις αποτελούυπάρχουν πίωση του βιολωση του φας να κυκλοφοσσότερα φάργής. Στη μονδηλαδή η κιντη μονάδα του), όπως συμας αποτελεί τς, για την αποφάνισης φαρερο υπερισχύντρωση στο παπορρόφηση

ωσης στο πλά

ρμακολογικό α δραστική στάκού αποτελέσμ: διάρκεια δρά

ενέργεια ω

αρμακολογικαρμάκου μετπίπεδο, εμφαΣημαντικό ρ

μάκρυνσης τοεπίπεδο, σταμ

ύν ορισμέναλέον μετρήσολογικού υποαρμάκου σταορεί το φάρμρμακα απορρνάδα του χρόνητική της αου χρόνου ένμβαίνει με τατον περιοριστορρόφηση καμακολογικήςύει ο ρυθμόπλάσμα στη ης είναι συγκάσμα και η

αποτέλεσμα, ωάθμη του φαρμματος. Διάστημάσης.

81

ως συνάρ

κής ενέργειατά τη χορήγηανίζονται τα ρόλο παίζουου φαρμάκοματά κάθε ε

α φάρμακα, τσιμα επίπεδαοστρώματος α σημεία δράμακο στον ορροφώνται με όνου απορροαπορρόφησηςνα σταθερό πα σκευάσματτικό παράγοναι τη φαρμακς ενέργειας εός απορρόφημέγιστη τιμήκεκριμένος, ηδιάρκεια της

ως συνάρτηση μάκου στο αίμαμα Τ0 - Τ2: χρ

ρτηση του

ς καθορίζεταησή του. Όταπρώτα αντιλυν το μέγεθου. Όταν η συκδήλωση τη

των οποίων η στο πλάσμαπου απαιτεί άσης, οπότε ργανισμό. ρυθμό που εοφάται ένα σς είναι εκθετποσό από το τα βραδείας ντα για την ακολογική ενέείναι ανάλογηησης του ρυή της. η έναρξη τηςς φαρμακολ

του χρόνου. Ηα παρίσταται μρόνος για την ε

υ χρόνου

αι από τον αν η συγκέντληπτά αποτελς της δόσης υγκέντρωση ς φαρμακολ

η διάρκεια δρα. Το φαινόμχρόνο για ναυπάρχει φαρ

είναι ανάλογσταθερό ποστικού τύπου. ολικό ποσό απελευθέρωαπορρόφησηέργεια ισχύουη του ρυθμούυθμού αποβο

ς φαρμακολοογικής ενέργ

Η χορήγηση τομε Ε. Διάστημαεπίτευξη της μέ

χρόνο που δτρωση στο πελέσματα τηςκαι η ταχύτ στο πλάσμαλογικής ενέργ

ράσης παρατμενο αυτό απα αποκαταστρμακολογικό

γος του ολικοσοστό του ο Σε σπάνιες του φαρμάκ

ωσης, όπου ηη. υν οι αρχές: ύ απορρόφηολής, τόσο

ογικής δράσηγειας είναι α

ου φαρμάκου έα Τ0 - Τ1: χρόμέγιστης τιμής

διατηρούνταπλάσμα υπερς αντίστοιχηςτητα απορρόα πέσει κάτωγειας (Σχήμα

τείνεται ακόποδίδεται είτεταθεί, είτε σεό αποτέλεσμα

ού ποσού στοολικού ποσούπεριπτώσειςκου (κινητική διάλυση της

σης. γρηγορότερα

ης, η μέγιστηανάλογες της

έγινε στο χρό-όνος εμφάνι-πλάσματος.

αι -ς -ω α

-ε ε α

ο ύ ς, ή ς

α

η ς

82

Ο ρυθμός απορρόφησης ενός φαρμάκου εξαρτάται από τις φυσικοχημικές του ιδιότητες και από τον αριθμό και τα χαρακτηριστικά των βιολογικών φραγμών που θα συναντήσει μέχρι να εισέλ-θει στην κυκλοφορία του αίματος. Έτσι, η απορρόφηση των διαφόρων φαρμάκων ποικίλλει, ακόμη και στην περίπτωση που χρησιμοποιείται η ίδια οδός χορήγησης. Από την άλλη μεριά, για το ίδιο φάρμακο ο ρυθμός απορρόφησης μπορεί να ποικίλει εφόσον χρησιμοποιούνται διαφορετικές οδοί χορήγησης, διαφορετικά φαρμακευτικά προϊόντα, ή διαφορετικές φαρμακοτεχνικές μορφές. «Βιοϊσο-δυναμία» δύο ή περισσότερων ιδιοσκευασμάτων σημαίνει ότι τα φάρμακα αυτά έχουν παραπλήσια βιοδιαθεσιμότητα, όταν χορηγούνται από του στόματος και με την ίδια ακριβώς μορφή (π.χ., δισκία των 300 mg). Η βιοϊσοδυναμία πρέπει να τεκμηριώνεται με ειδικές φαρμακοκινητικές μελέτες σε υ-γιείς εθελοντές. Δύο προϊόντα που έχουν αποδειχτεί βιοϊσοδύναμα (π.χ., ένα πρωτότυπο και ένα γε-νόσημο) μπορούν να εναλλάσσονται σε μια θεραπευτική αγωγή, χωρίς τον κίνδυνο αστοχίας.

Ο ρυθμός απομάκρυνσης ενός φαρμάκου από το πλάσμα είναι ανάλογος του ολικού ποσού του φαρμάκου μέσα στον οργανισμό, δηλαδή ακολουθεί κινητική εκθετικού τύπου («πρώτης τάξης»), επειδή και όλοι οι βασικοί μηχανισμοί απομάκρυνσης (ανακατανομή, μεταβολισμός και απέκκριση) ακολουθούν κινητική εκθετικού τύπου. Αυτό ισχύει κατά κανόνα για την ανακατανομή στους ιστούς και τη διήθηση στους νεφρούς, παράμετροι που εξαρτώνται από την ολική συγκέντρωση του φαρμά-κου στο πλάσμα και από την αιμάτωση.

Όσον αφορά την ενεργητική νεφρική απέκκριση και τον ηπατικό μεταβολισμό των φαρμά-κων, η απομάκρυνση από το πλάσμα μπορεί να ακολουθήσει κινητική γραμμικού τύπου («μηδενικής τάξης»). Αυτό θα συμβεί, όταν το φάρμακο υπάρχει σε μεγαλύτερη πυκνότητα, οπότε επέρχεται κο-ρεσμός αυτών των βιολογικών συστημάτων, με αποτέλεσμα την απομάκρυνση μόνον ενός ορισμένου ποσού του φαρμάκου στη μονάδα του χρόνου. Το ποσό αυτό αντιστοιχεί στη μέγιστη ικανότητα με-ταβολισμού ή ενεργητικής απέκκρισης και είναι σταθερό ανεξάρτητα από το ολικό ποσό του φαρμά-κου μέσα στον οργανισμό.

Ο ρυθμός της ενεργητικής νεφρικής απέκκρισης εξαρτάται από την πυκνότητα του φαρμάκου στο πλάσμα. Ο ρυθμός της μαλπιγγιανής διήθησης εξαρτάται, επί πλέον, από το ποσό του φαρμάκου που δεν είναι συνδεδεμένο με πρωτεΐνες. Το ολικό ποσό του φαρμάκου που διηθείται ή απεκκρίνεται καθορίζεται από το φαινομενικό όγκο κατανομής, και είναι αντιστρόφως ανάλογο προς αυτόν. Αυτό συμβαίνει επειδή η πυκνότητα του φαρμάκου στο πλάσμα, δηλαδή το ποσό που προσφέρεται στους νεφρούς για απέκκριση, είναι αντιστρόφως ανάλογη προς τον όγκο κατανομής.

Ο ρυθμός απομάκρυνσης ενός φαρμάκου από τον οργανισμό αντανακλάται από τον «χρόνο ημιζωής» (Τ1/2) που αναφέρθηκε ανωτέρω, δηλαδή τον χρόνο που απαιτείται για να ελαττωθεί το πο-σό του φαρμάκου κατά 50%. Ο χρόνος ημιζωής πρέπει να προσδιοριστεί μετά από την πλήρη απορ-ρόφηση από το σημείο χορήγησης και τη συνακόλουθη προοδευτική πτώση των επιπέδων του στο πλάσμα. Πρακτικώς, ο προσδιορισμός του χρόνου ημιζωής ενός φαρμάκου γίνεται μετά από i.v. χο-ρήγηση, οπότε οι μετρήσεις αρχίζουν με τη μέγιστη τιμή συγκέντρωσης στο πλάσμα. Ανάλογα με τις φυσικοχημικές ιδιότητες των φαρμάκων, οι χρόνοι ημιζωής κυμαίνονται από λίγα λεπτά μέχρι πολλές ημέρες (Σχήμα 3.5).

του πως περίαλλάεκθετυχόχρόνδιάρ

Η απομ

χρόνου, με το 94% τουίπτωση αυτήά απλώς διπετική κινητικόν τοξικών εκνου (κινητικήρκειας δράση

άκρυνση με ένα σταθερόυ αρχικού πο, ο διπλασιαπλασιάζει τηνκή απομάκρυκδηλώσεων.ή μηδενικήςης.

Σχήμα 3

Σχήμα

κινητική «πό ποσοστό τσού θα έχει σμός της δόσν αρχική στάυνσης, η αύξη Για φάρμακ τάξης), ο δι

3.6. Η σχέση το

83

3.5. Μέτρηση

πρώτης τάξητου ολικού παπομακρυνθσης δεν διπλάθμη του στηση της δόσκα που απομαιπλασιασμός

ου χρόνου ημι

χρόνου ημιζω

ης» (εκθετικοποσού του φθεί μετά απόλασιάζει και ττο αίμα (Σχήσης δεν αυξάνακρύνονται μς της δόσης

ιζωής με τη δό

ωής.

ού τύπου απφαρμάκου στό παρέλευση τη διάρκεια εήμα 3.6). Επονει σημαντικμε ένα σταθεθα οδηγήσει

όση του φαρμά

πομάκρυνση τον οργανισ4 χρόνων ηενέργειας τοομένως, για κά τη διάρκειερό ποσό στηι και σε διπλ

άκου.

στη μονάδαμό) σημαίνεμιζωής. Στηνου φαρμάκουφάρμακα μεια εμφάνισηςη μονάδα τουλασιασμό της

α ει ν υ, ε ς υ ς

84

Κατά τη χορήγηση ενός φαρμάκου, πρέπει να επιδιώκεται η διατήρηση ατοξικών δραστικών επιπέδων στο πλάσμα. Η «απλή δόση» είναι το ποσό ενός φαρμάκου που χορηγείται όλο μαζί, για να δράσει για ένα καθορισμένο χρονικό διάστημα. Τα συνηθισμένα φαρμακοτεχνικά σκευάσματα κάθε φαρμάκου (δισκία, φύσιγγες, υπόθετα κ.λπ.) περιέχουν μια απλή δόση. Η «ημερήσια δόση» είναι το ποσό του φαρμάκου που χορηγείται κατά τη διάρκεια του 24ώρου, είτε σε μια εφάπαξ δόση, είτε συ-νήθως σε 3 ή 4 απλές δόσεις (ανά 8ωρο ή 6ωρο). Η συνολική δόση του φαρμάκου με την οποία επι-τυγχάνονται δραστικά επίπεδα στο πλάσμα ονομάζεται «αρχική δόση», ή «δόση εφόδου» ή «δόση κορεσμού». Για τη διατήρηση αυτών των δραστικών επιπέδων του φαρμάκου χορηγείται η «δόση συντήρησης», η οποία ισοδυναμεί με το ποσοστό της δόσης κορεσμού που καθημερινά απομακρύνε-ται από τον οργανισμό. Όταν το φάρμακο έχει μεγάλο Τ1/2, η συχνή χορήγησή του θα οδηγήσει σε «άθροιση», με κατά κανόνα τοξικές συνέπειες. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η δόση συντήρησης πρέπει να υπολογίζεται με όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ακρίβεια. Φάρμακα που εμφανίζουν συχνά τοξικές εκδηλώσεις άθροισης είναι τα καρδιοτονωτικά γλυκοσίδια (τοξικός δακτυλιδισμός), η σωστή χρησι-μοποίηση των οποίων απαιτεί εργαστηριακό προσδιορισμό του επιπέδου τους στο πλάσμα.

Όταν η δοσολογία διατηρείται σταθερή, ο Τ1/2 καθορίζει τη χρονική διάρκεια που απαιτείται για την επίτευξη συνθηκών ισορροπίας του επιπέδου του φαρμάκου στο αίμα (πλατό). Επειδή συνή-θως η άθροιση υπακούει σε κανόνες εκθετικής συνάρτησης, απόλυτη ισορροπία δεν επιτυγχάνεται ποτέ. Ο χρόνος για την επίτευξη ισορροπίας κατά 95% ισούται με το γινόμενο 4.3x Τ1/2. Στο χρονικό αυτό διάστημα, πρέπει να χορηγούνται σταθερές δόσεις του φαρμάκου, σε μεσοδιαστήματα που είναι ίσα ή μικρότερα από τον Τ1/2. Είναι αυτονόητο, ότι σε επείγοντα περιστατικά μπορεί να απαιτείται ταχύτερη θεραπευτική αντιμετώπιση, η οποία επιτυγχάνεται με την αρχική δόση κορεσμού και διατη-ρείται με την επαναλαμβανόμενη δόση συντήρησης.


Bowman WC & Rand MJ. Textbook of Pharmacology, Blackwell Scientific Publications, Oxford, Edinburgh, UK, 1980.

Hardman JG & Limbard LE (eds.-in-chief). Goodman and Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics (12th ed.), McGraw-Hill, New York, 2011.

Katzung BG (ed.). Basic & Clinical Pharmacology (12th ed.). McGraw-Hill, New York, 2012.

Kearns GL, Abdel-Rahman SM, Alander SW, Blowey DL, Leeder JS & Kauffman RE. Drug therapy: developmental pharmacology - drug disposition, action, and therapy in infants and children. N. Engl. J. Med. 349:1157–1167, 2003.

Lee JA, Uhlik MT, Moxham CM, Tomandl D, Sall D. Modern phenotypic drug discovery is a viable, neoclassic pharma strategy. J. Med. Chem. 55 (10): 4527–4538, 2012.

Pandit NK, Soltis RP. Introduction to the Pharmaceutical Sciences: An Integrated Approach, 2nd ed. Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins; 2011.

Rang HP, Dale MM, Ritter JM, Gardner P. Pharmacology (7th ed.). Churchill Livingstone, New York, 2011.

Waller D & Sampson T. Medical Pharmacology and Therapeutics. 4th ed., Elsevier, Saunders, Edin-burgh, UK, 2014.


85



ΦΑΡΜΑΚΟΔΥΝΑΜΙΚΗ 86

1.Η έννοια της φαρμακολογικής ενέργειας 86

1.1.Μηχανισμοί δράσης 86

1.2.Παράγοντες που επηρεάζουν τις ενέργειες των φαρμάκων 87

1.2.1.Ύπαρξη ειδικών υποδοχέων σύνδεσης 87

1.2.2.Ένταση της απάντησης 89

1.2.3.Ρύθμιση υποδοχέων 89

1.2.4.Χημική δομή των φαρμάκων 90

1.2.5.Φαρμακοτεχνική μορφή 91

1.2.6.Βάρος του σώματος 91

1.2.7.Ηλικία. 91

1.2.8.Ατομική ευαισθησία 91

1.2.9.Ανάπτυξη αντοχής στο φάρμακο 92

1.2.10.Ανάπτυξη αντίστασης 92

1.2.11.Ψυχολογικοί παράγοντες 92

1.2.12.Παθολογικές καταστάσεις 93

1.2.13.Παρουσία άλλων φαρμάκων 93

1.3.Η φαρμακολογική ενέργεια ως συνάρτηση της δοσολογίας 94


86

Κεφάλαιο 4

ΦΑΡΜΑΚΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

1.Η έννοια της φαρμακολογικής ενέργειας

Η Φαρμακοδυναμική είναι ταυτόσημη με τη θεωρητική Φαρμακολογία, επειδή ασχολείται με τους μηχανισμούς δράσης των φαρμάκων και με τις ενέργειες - επιθυμητές ή ανεπιθύμητες - που αυ-τά εμφανίζουν.

Η ενέργεια ενός φαρμάκου μπορεί να αναγνωριστεί μόνον ως μια μεταβολή σε κάποια φυσι-ολογική λειτουργία ενός ζωντανού οργανισμού. Συνήθως τα φάρμακα επιτείνουν ή καταστέλλουν κάποια φυσιολογική λειτουργία των κυττάρων και δεν είναι σε θέση να οδηγήσουν στην εμφάνιση νέων λειτουργιών. Οι επιδράσεις επομένως, των φαρμάκων είναι ποσοτικές και όχι ποιοτικές. Η φαρ-μακολογική ενέργεια θα είναι πάντοτε συνάρτηση της φυσιολογικής κατάστασης του οργανισμού, κατά τη στιγμή της χορήγησης του φαρμάκου.

Μια φαρμακολογική ενέργεια ονομάζεται ειδική όταν απορρέει από κάποια συγκεκριμένη και εκλεκτική δράση στο βιολογικό υπόστρωμα, και μη ειδική όταν συμβαίνει να επηρεάζει κάποια λει-τουργία κατά τρόπο μη εκλεκτικό. Η κινίνη, π.χ., επιδρά ευεργετικά στην ελονοσία, επειδή ασκεί μια ειδική ενέργεια εναντίον του πλασμωδίου της ελονοσίας και μια μη ειδική ενέργεια που είναι αντιπυ-ρετική και οφείλεται στη δράση της στο θερμορυθμιστικό κέντρο.

Είναι φανερό, πως για να κατανοήσουμε την ενέργεια ενός φαρμάκου και τον μηχανισμό με τον οποίο επιτυγχάνεται, πρέπει προηγουμένως να έχουμε ακριβή γνώση του βιολογικού υποστρώμα-τος πάνω στο οποίο επιδρά το φάρμακο. Συνήθως συνυπάρχουν πολλές ενέργειες, που μπορούν να διακριθούν σε κύριες και δευτερεύουσες. Η έννοια της κύριας ενέργειας ταυτίζεται με την επιθυμητή, ενώ οι δευτερεύουσες ενέργειες μπορεί να είναι είτε επιθυμητές είτε ανεπιθύμητες.

Το μέρος του σώματος (όργανο, ιστός ή κύτταρο), όπου αρχίζει η δράση ενός φαρμάκου για να εκδηλωθεί η τελική φαρμακολογική ενέργεια ονομάζεται σημείο δράσης του φαρμάκου. Για την κινίνη, το σημείο δράσης μπορεί να είναι το πλασμώδιο (ανθελονοσιακή ενέργεια) ή το θερμορυθμι-στικό κέντρο στον προμήκη (αντιπυρετική ενέργεια).

Πρέπει να σημειωθεί πως η τελική φαρμακολογική ενέργεια μπορεί να ασκηθεί με μια ποικι-λία τρόπων και με τη συμμετοχή διαφορετικών κάθε φορά σημείων δράσης. Η τοπική εφαρμογή π.χ. ενός διαλύματος ατροπίνης στον επιπεφυκότα θα οδηγήσει σε μυδρίαση (διαστολή της κόρης του μα-τιού). Η τοπική εφαρμογή μορφίνης στο μάτι δεν πρόκειται να επιφέρει καμία μεταβολή στο εύρος της κόρης. Όταν, όμως, η μορφίνη χορηγηθεί συστηματικά προκαλεί μύση (συστολή της κόρης). Πα-ρά το γεγονός ότι η ενέργεια των φαρμάκων αυτών ασκείται στους μυς της ίριδας, το σημείο δράσης διαφέρει. Η ατροπίνη έχει ως σημείο δράσης τους μυς αυτούς καθ' εαυτούς, ενώ η μορφίνη ασκεί την αρχική της δράση σε παρασυμπαθητικούς πυρήνες του εγκεφαλικού στελέχους. Όσο περισσότερο πολύπλοκη είναι μια φυσιολογική λειτουργία, τόσο περισσότερα θα είναι και τα σημεία δράσης των διαφόρων φαρμάκων που μπορούν να την επηρεάσουν. Για παράδειγμα, η αρτηριακή πίεση ενός φυ-σιολογικού ατόμου ρυθμίζεται από τη διάμετρο των αγγείων, από το ρυθμό της καρδιακής λειτουργί-ας και τον όγκο παλμού, καθώς και από τον νευρογενή τόνο των διαφόρων καρδιαγγειακών κέντρων του προμήκη. Επομένως, μια ουσία μπορεί να ελαττώσει την αρτηριακή πίεση επιδρώντας είτε στις λείες μυϊκές ίνες του τοιχώματος των αγγείων, είτε στο μυοκάρδιο, είτε στους νευρώνες που στέλνουν ώσεις στην καρδιά και τα αγγεία, είτε τέλος στους νεφρούς (διούρηση).

1.1.Μηχανισμοί δράσης

Το σημείο δράσης ενός φαρμάκου μερικές φορές είναι προφανές, ενώ άλλοτε παραμένει αδι-ευκρίνιστο, και το μόνο που μπορούμε να πούμε είναι ότι εντοπίζεται αόριστα σε κάποιο όργανο ή ιστό. Αυτό συμβαίνει, π.χ., με την ενέργεια της μορφίνης στους μυς της ίριδας. Μια από τις βασικές επιδιώξεις της φαρμακοδυναμικής είναι ο ακριβής προσδιορισμός του σημείου δράσης ενός φαρμά-

87

κου. Δηλαδή, δεν αρκεί μόνο να γνωρίζουμε τον ιστό στον οποίο ασκείται μια φαρμακολογική δρά-ση, αλλά εάν είναι δυνατό και το είδος των κυττάρων που επηρεάζονται περισσότερο. Σε κυτταρικό επίπεδο, η έρευνα προχωρεί σε ενδοκυττάρια οργανίδια ή στη δομή της κυτταρικής μεμβράνης, με σκοπό την κατανόηση των λεπτών μηχανισμών που οδηγούν στην εκδήλωση της τελικής φαρμακο-λογικής ενέργειας.

Γενικώς, μπορούμε να διακρίνουμε τις φαρμακολογικές δράσεις σε εξωκυτταρικές και κυτ-ταρικές.

Εξωκυτταρική δράση. Το απλούστερο παράδειγμα εξωκυτταρικής δράσης είναι η εξουδε-τέρωση του γαστρικού υγρού από τα αντιόξινα φάρμακα. Πρόκειται για χημική αντίδραση, όπου μια βάση, όπως το διττανθρακικό νάτριο, εξουδετερώνει το υδροχλωρικό οξύ του στομάχου. Ένας ανά-λογος εξωκυτταρικός μηχανισμός αποτελεί την προϋπόθεση για την αντιπηκτική δράση της ηπαρίνης. Η ηπαρίνη είναι ένα μεγαλομοριακό πολυμερές που περιλαμβάνει πολλές ρίζες θειικού οξέος, έτσι ώστε να έχει τελικά μεγάλο ηλεκτραρνητικό φορτίο. Εξαιτίας αυτού του γεγονότος, η ηπαρίνη είναι σε θέση να αντιδρά με άλλα μεγαλομόρια που έχουν ηλεκτροθετικό φορτίο. Η γνωστή αντιπηκτική της δράση οφείλεται στη δέσμευση και αδρανοποίηση ορισμένων πρωτεϊνών του πλάσματος που α-ποτελούν παράγοντες της πήξης. Οι εξωκυτταρικοί μηχανισμοί δράσης των φαρμάκων είναι σχετικώς εύκολο να μελετηθούν, επειδή τα ενεχόμενα φυσιολογικά συστατικά μπορούν να προσδιοριστούν με ακρίβεια.

Κυτταρική δράση. Το μεγαλύτερο μέρος των φαρμάκων ασκούν την επίδρασή τους στους ιστούς, αντιδρώντας με συστατικά των κυττάρων.

Τα οργανίδια των κυττάρων μπορούν να μελετηθούν μετά από ομογενοποίηση και φυγοκέ-ντρηση, που επιτρέπουν τη λήψη καθαρών κλασμάτων (π.χ. μεμβράνες, πυρήνες, μιτοχόνδρια, ενδο-πλασματικό δίκτυο, κ.ά.). Η βιοχημική έρευνα έχει φωτίσει πολλές πτυχές της λειτουργίας των οργα-νιδίων αφ' ενός, και των επιδράσεων που υφίστανται από τα φάρμακα αφ' ετέρου. Όταν βρεθεί ότι ένα φάρμακο δρα σε ενδοκυτταρικό επίπεδο, είναι συνήθως δυνατό να προσδιοριστούν και οι συγκε-κριμένες μεταβολές που επιφέρει σε διάφορες ζωτικές λειτουργίες, όπως η κατανάλωση οξυγόνου ή ο καταβολισμός των υδρογονανθράκων. Το επόμενο βήμα είναι η απομόνωση του συστατικού εκείνου πάνω στο οποίο ασκείται η πρωταρχική δράση.

Προκειμένου για φάρμακα που χρησιμοποιούνται στη χημειοθεραπεία διαφόρων μολυσματι-κών νόσων, η αναζήτηση του ακριβούς σημείου δράσης είναι απλούστερη, επειδή το βιολογικό υπό-στρωμα αποτελείται από μονοκυττάριους μικροοργανισμούς (μικρόβια). Η αντίστοιχη έρευνα γίνεται ιδιαίτερα δύσκολη όταν η δράση ασκείται σε κάποιο συγκεκριμένο όργανο ή ιστό με μεγάλο βαθμό λειτουργικής οργάνωσης των κυττάρων. Η ομογενοποίηση, π.χ., του μυοκαρδίου και η αναζήτηση ενδοκυτταρικών σημείων δράσης για ένα φάρμακο πολύ λίγο βοηθά στην ερμηνεία του μηχανισμού δράσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μυοκάρδιο αποτελεί ένα «λειτουργικό συγκύτιο», και ε-πομένως το τελικό αποτέλεσμα εξαρτάται περισσότερο από την αλληλεπίδραση και οργάνωση όλων των ινών και λιγότερο ίσως από μια βιοχημική μεταβολή σε κάποια μεμονωμένη ίνα.

Ασχέτως με το αν το βιολογικό υπόστρωμα είναι ένας μονοκυττάριος μικροοργανισμός ή ένα όργανο με μεγάλο βαθμό διαφοροποίησης και οργάνωσης, σήμερα πιστεύουμε πως για να δράσει ένα φάρμακο πρέπει να επηρεάζει κάποιο μόριο με λειτουργική εξειδίκευση.

1.2.Παράγοντες που επηρεάζουν τις ενέργειες των φαρμάκων 1.2.1.Ύπαρξη ειδικών υποδοχέων σύνδεσης

Υποδοχείς ονομάζονται τα λειτουργικά μεγαλομόρια που αποτελούν εκλεκτικές θέσεις σύν-δεσης, μέσω των οποίων τα φάρμακα ασκούν τις ενέργειές τους. Από χημική άποψη, οι υποδοχείς είναι συνήθως πρωτεΐνες ή πυρηνικά οξέα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι υδατάνθρακες και τα λιπίδια διαθέτουν στο μόριό τους λιγότερες λειτουργικές δραστικές ομάδες, ικανές να αντιδράσουν με τα διάφορα φάρμακα. Τα περισσότερα φάρμακα δείχνουν κάποια εκλεκτικότητα και εξειδίκευση στη δράση τους, παράμετροι που εξαρτώνται από τις φυσικοχημικές ιδιότητες και τη στερεοχημική διάτα-ξη του μορίου του υποδοχέα και του ίδιου του φαρμάκου. Κατά κανόνα, ένα φάρμακο δρα μέσω ενός

88

είδους υποδοχέων. Επί πλέον, τα φάρμακα εκείνα που ασκούν παρόμοιες ενέργειες στον οργανισμό δρουν μέσω των ίδιων υποδοχέων. Οι υποδοχείς βρίσκονται είτε στην κυτταρική μεμβράνη, είτε στον εσωτερικό των κυττάρων, ως τμήματα ενζύμων ή γενικότερα ως τμήματα λειτουργικών σχηματισμών (μιτοχόνδρια, πυρήνας, ριβοσωμάτια, κ.ά.).

Οι υποδοχείς βρίσκονται είτε στην κυτταρική μεμβράνη, είτε στο εσωτερικό των κυττάρων, ως τμήματα ενζύμων ή γενικότερα ως τμήματα λειτουργικών σχηματισμών (μιτοχόνδρια, πυρήνας, ριβοσώματα κ.ά.). Η σύνδεση ενός φαρμάκου με τους αντίστοιχους υποδοχείς είναι συνήθως ανα-στρέψιμη (με ετεροπολικούς ή ημιπολικούς δεσμούς) και αποτελεί την έναρξη της μεταβίβασης εν-δοκυττάριων σημάτων και την αλληλουχία ποικίλων βιοχημικών μεταβολών.

Οι υποδοχείς ονομάζονται ενεργοί όταν μετά από σύνδεση με το φάρμακο οδηγούν στην εμ-φάνιση κάποιας βιολογικής μεταβολής, δηλαδή κάποιας φαρμακολογικής ενέργειας. Οι ενεργοί υπο-δοχείς είναι διεγερτικοί όταν προκαλούν επιτάχυνση της βιολογικής λειτουργίας την οποία επηρεά-ζουν, ενώ στην περίπτωση μείωσης ή και πλήρους καταστολής μιας λειτουργίας, οι υποδοχείς είναι κατασταλτικοί. Κάθε όργανο ή ιστός διαθέτει ένα μεγάλο αριθμό υποδοχέων, οι οποίοι είναι εφεδρι-κοί, δηλαδή δραστηριοποιούνται μόνο σε περιπτώσεις μεγάλης συγκέντρωσης του φαρμάκου στο περιβάλλον.

Πρέπει να σημειωθεί ότι αρκετά μεγαλομόρια έχουν την ικανότητα σύνδεσης με διάφορα φάρμακα, αλλά ουδέποτε ενεργοποιούνται για την εμφάνιση κάποιας φαρμακολογικής ενέργειας. Παράδειγμα τέτοιων «υποδοχέων» είναι οι πρωτεΐνες του πλάσματος.

Η σύνδεση των μορίων ενός φαρμάκου με τους υποδοχείς του γίνεται με τους γνωστούς χη-μικούς δεσμούς, δηλαδή με ομοιοπολικό ή ημιπολικό δεσμό, με ετεροπολικό δεσμό, με γέφυρα υδρο-γόνου ή με δυνάμεις Van der Waals. Με εξαίρεση τον ομοιοπολικό δεσμό, όλοι οι άλλοι δεσμοί είναι ασθενείς και επομένως αναστρέψιμοι. Ο ετεροπολικός δεσμός είναι ο συχνότερος, επειδή τα περισσό-τερα φάρμακα είναι ασθενείς βάσεις ή ασθενή οξέα. Οι δυνάμεις Van der Waals πιστεύεται πως α-πλώς βοηθούν στην τελική προσαρμογή του φαρμάκου στον υποδοχέα, όταν πλέον έχει γίνει η αρχι-κή σύνδεση με κάποιον από τους άλλους δεσμούς.

Ο βαθμός σύνδεσης ενός φαρμάκου με τους υποδοχείς εξαρτάται από τη χημική συγγένεια. Ωστόσο, η χημική συγγένεια και η σύνδεση του φαρμάκου με τους υποδοχείς του δεν αρκούν για να ασκηθεί κάποια δράση. Μπορεί δηλαδή ένα φάρμακο να έχει μεγάλη συγγένεια με κάποιους υποδο-χείς και να συνδέεται με αυτούς, χωρίς όμως να προκύπτει κανένα σημαντικό αποτέλεσμα. Ο παρά-γοντας που καθορίζει το αν θα ενεργοποιηθούν ή όχι οι υποδοχείς είναι η αποτελεσματικότητα ή εν-δογενής δραστικότητα του φαρμάκου, δηλαδή η ικανότητα να μεταβάλει το μόριο του υποδοχέα με τέτοιο τρόπο ώστε να εμφανιστεί η αλληλοδιαδοχή των αντιδράσεων εκείνων που θα οδηγήσουν στην τελική φαρμακολογική ενέργεια.

Η χημική συγγένεια και η ενδογενής δραστικότητα καθορίζουν το ποιοτικό αποτέλεσμα της σύνδεσης ενός φαρμάκου με τους υποδοχείς του. Το ποσοτικό αποτέλεσμα καθορίζεται κυρίως από τη συγκέντρωση του φαρμάκου στο περιβάλλον των υποδοχέων. Δηλαδή η αύξηση της συγκέντρω-σης του φαρμάκου (μετά από αύξηση της δόσης του) θα επιτείνει την απάντηση του οργάνου που πε-ριέχει τους αντίστοιχους υποδοχείς. Αυτό συμβαίνει, επειδή συνδέονται συνεχώς περισσότερα μόρια του φαρμάκου με υποδοχείς του οργάνου που είναι ακόμη ελεύθεροι (εφεδρικοί).

Ένα φάρμακο που έχει μεγάλη συγγένεια και μεγάλη αποτελεσματικότητα για ένα είδος υπο-δοχέων ονομάζεται «αγωνιστής». Η ακετυλοχολίνη, π.χ. είναι αγωνιστής για τους χολινεργικούς υπο-δοχείς. Οι αγωνιστές έχουν μεγάλη αποτελεσματικότητα και κατά συνέπεια προκαλούν μεταβολές στο μόριο των υποδοχέων, δηλαδή τους ενεργοποιούν.

Η ενεργοποίηση των υποδοχέων ακολουθείται από τις ανάλογες μεταβολές σε ορισμένες λει-τουργίες των κυττάρων, οι οποίες είναι χαρακτηριστικές της ενέργειας του φαρμάκου. Η ενέργεια μπορεί να εμφανιστεί ως διέγερση ή ως καταστολή, ανάλογα με το είδος των υποδοχέων που φέρει το όργανο ή ορισμένα κύτταρά του. Η ακετυλοχολίνη, π.χ., όταν συνδεθεί με τους υποδοχείς της στις λείες μυϊκές ίνες του πεπτικού συστήματος, προκαλεί διέγερση του περισταλτισμού επειδή ακριβώς οι υποδοχείς της εκεί είναι διεγερτικοί. Αντιθέτως, σύνδεση με τους χολινεργικούς υποδοχείς του μυ-οκαρδίου θα οδηγήσει σε ελάττωση της καρδιακής λειτουργίας, επειδή οι υποδοχείς είναι κατασταλ-τικοί.

89

Ένα φάρμακο που έχει μεγάλη ή μικρή συγγένεια με ένα είδος υποδοχέων, αλλά στερείται αποτελεσματικότητας ονομάζεται «ανταγωνιστής». Η σκοπολαμίνη, π.χ., είναι ανταγωνιστής για τους χολινεργικούς υποδοχείς. Οι ανταγωνιστές δεν ενεργοποιούν τους υποδοχείς και δεν προκαλούν κα-μία άμεση φαρμακολογική ενέργεια, επειδή δεν είναι σε θέση να προκαλέσουν μεταβολές στο μόριο των υποδοχέων. Στην περίπτωση αυτή, οι υποδοχείς απλώς καταλαμβάνονται και αποκλείονται, με συνέπεια να εμποδίζεται η σύνδεση με τους αγωνιστές τους. Το τελικό φαρμακολογικό αποτέλεσμα εξαρτάται από το είδος και από το σύνολο των υποδοχέων ενός οργάνου. Αν πρόκειται για κατασταλ-τικούς υποδοχείς θα εμφανιστούν διεγερτικές ενέργειες, ενώ, αν πρόκειται για διεγερτικούς θα εμφα-νιστούν κατασταλτικές. Η σκοπολαμίνη, η οποία είναι ανταγωνιστής για τους χολινεργικούς υποδο-χείς, θα προκαλέσει καταστολή στην κινητικότητα του εντέρου και διέγερση στην καρδιακή λειτουρ-γία.

Ένα φάρμακο με μεγάλη ή μικρή συγγένεια για ένα είδος υποδοχέων, αλλά μικρή αποτελε-σματικότητα, ονομάζεται «μερικός» ή «ατελής αγωνιστής». Η ατροπίνη είναι μερικός αγωνιστής για τους χολινεργικούς υποδοχείς. Κατά τη σύνδεση με τους υποδοχείς τους, οι μερικοί αγωνιστές συ-μπεριφέρονται στην αρχή ως ασθενείς αγωνιστές και κατόπιν ως ανταγωνιστές. Δηλαδή, προκαλούν μικρού βαθμού ενεργοποίηση, που ακολουθείται από αποκλεισμό των υποδοχέων. 1.2.2.Ένταση της απάντησης

Η ενέργεια (Ε) του φαρμάκου (Φ) μετά τη σύνδεση με τους υποδοχείς (Υ) θα έχει το μέγεθος που προκύπτει από τον θεωρητικό τύπο:

Ε = α [ΦΥ]

Το σύμπλεγμα φαρμάκου-υποδοχέα [ΦΥ], το οποίο εξαρτάται από τη δόση, καθορίζει την ένταση της φαρμακολογικής απάντησης και φθάνει σε μέγιστη τιμή με τον κορεσμό όλων των υποδο-χέων. Η σταθερά α εξαρτάται από την ενδογενή δραστικότητα του φαρμάκου. Φάρμακα με μεγάλη ισχύ έχουν υψηλή τιμή της σταθεράς α. Αντίθετα, η σταθερά α έχει μηδενική τιμή, όταν ένα φάρμακο συμπεριφέρεται ως ανταγωνιστής, δηλαδή συνδέεται με τους υποδοχείς αλλά δεν διαθέτει ενδογενή δραστικότητα και δεν προκαλεί κάποια λειτουργική απάντηση. Το ίδιο ισχύει όταν τα μεγαλομόρια σύνδεσης είναι αδρανή, όπως π.χ. οι λευκωματίνες του πλάσματος.

Η αποτελεσματικότητα (ενδογενής δραστικότητα) δεν πρέπει να συγχέεται με την ισχύ ενός φαρμάκου. Στην κλινική πράξη, μεγαλύτερη σημασία έχει η αποτελεσματικότητα και όχι η ισχύς, δεδομένου ότι είναι δυνατόν κάποιο φάρμακο να είναι αποτελεσματικότερο και ταυτόχρονα ασθενέ-στερο σε σύγκριση με ένα άλλο. Η ισχύς θα καθορίσει απλώς το ύψος των χρησιμοποιούμενων δόσε-ων. 1.2.3.Ρύθμιση υποδοχέων

Όταν υφίστανται μακροχρόνια διέγερση, ορισμένοι υποδοχείς εμφανίζουν μειωμένη απόκρι-ση. Το φαινόμενο αυτό έχει αποδοθεί σε μείωση του αριθμού των υποδοχέων ή σε μεταβολές στη δομή του μορίου τους («μειορρύθμιση») ή σε ελλειμματική διεκπεραίωση των ενδοκυτταρικών ση-μάτων μεταβίβασης («απευαισθητοποίηση»). Για παράδειγμα, οι β2-αδρενεργικοί αγωνιστές, που χρησιμοποιούνται ως βρογχοδιασταλτικά φάρμακα, μπορεί να χάσουν με την πάροδο του χρόνου την αποτελεσματικότητά τους. Τα αντίθετα φαινόμενα, που ονομάζονται «ευαισθητοποίηση» και «αυ-ξορρύθμιση», παρατηρούνται όταν διακόπτεται απότομα η μακροχρόνια χορήγηση ορισμένων αντα-γωνιστών. Π.χ., η απότομη διακοπή της προπρανολόλης (β-αδρενεργικός ανταγωνιστής), μετά από μακροχρόνια χορήγηση, ενδέχεται να προκαλέσει καρδιακές αρρυθμίες. Έχει διατυπωθεί η θεωρία, ότι για το φαινόμενο αυτό ευθύνεται είτε η αυξημένη παρουσία αδρενεργικών υποδοχέων στις ίνες του μυοκαρδίου, είτε η αυξημένη δραστηριότητα των αντίστοιχων ενδοκυτταρικών συστημάτων με-ταφοράς σήματος.

90

Κριτήρια για τον χαρακτηρισμό ειδικών υποδοχέων

Από χημική άποψη, οι υποδοχείς είναι συνήθως πρωτεΐνες ή πυρηνικά οξέα. Όπως ήδη ανα-φέρθηκε, τα περισσότερα φάρμακα δείχνουν κάποια εκλεκτικότητα και εξειδίκευση στη δράση τους, ανάλογα με τις φυσικοχημικές ιδιότητες και τη στερεοχημική διάταξη του μορίου του υποδοχέα και του ίδιου του φαρμάκου. Κατά κανόνα, ένα φάρμακο δρα μέσω ενός είδους υποδοχέων. Επί πλέον, τα φάρμακα εκείνα που ασκούν παρόμοιες ενέργειες στον οργανισμό, δρουν μέσω των ίδιων υποδοχέων.

Για τον χαρακτηρισμό ενός υποδοχέα ως ειδικού για ένα φάρμακο, πρέπει να ικανοποιούνται ορισμένα κριτήρια. Τα σπουδαιότερα από αυτά είναι τα εξής:

α. Η σύνδεση με τον υποδοχέα πρέπει να διακρίνεται από υψηλή χημική συγγένεια (δυναμική ισορροπία σύνδεσης με συγκεντρώσεις του φαρμάκου μικρότερες του 10-6 Μ).

β. Η σύνδεση πρέπει να υπακούει στο νόμο δράσης των μαζών, δηλαδή να επιτείνεται με την αύξηση της συγκέντρωσης του φαρμάκου στο μικροπεριβάλλον των υποδοχέων.

γ. Η ικανότητα σύνδεσης του υποδοχέα πρέπει να εμφανίζει ένα μέγιστο σημείο κορεσμού, μετά από κάποια οριακή συγκέντρωση του φαρμάκου.

δ. Η σύνδεση του φαρμάκου αφορά ειδικούς υποδοχείς, μόνον όταν συνοδεύεται από την εκ-δήλωση μιας συγκεκριμένης και σταθερής βιολογικής μεταβολής (φαρμακολογική δράση).

Τα περισσότερα φάρμακα ασκούν τις ενέργειές τους μετά από σύνδεση σε κάποιον υποδοχέα. Η σύνδεση του υποδοχέα με το φάρμακο αποτελεί παράδειγμα χημικού τρόπου δράσης. Με απλό χη-μικό τρόπο δρουν επίσης τα αντιόξινα φάρμακα, που όπως ήδη αναφέρθηκε εξουδετερώνουν το υ-δροχλωρικό οξύ του στομάχου.

Ο μηχανισμός δράσης, όμως, ενός φαρμάκου δεν είναι απαραίτητο να συντελείται με κάποιο χημικό τρόπο. Η γλυκόζη, π.χ., όταν χορηγείται σε μεγάλες δόσεις ή σε υπέρτονα διαλύματα παρασύ-ρει οσμωτικά νερό και προκαλεί διούρηση, καθώς και μετακίνηση νερού από τους οιδηματικούς ι-στούς στο πλάσμα. Με φυσικοχημικό τρόπο δρα και το χλωριούχο αιθύλιο, που είναι πολύ πτητικό και προκαλεί ψύξη. Έτσι, καταργεί τον πόνο στο σημείο εφαρμογής (τοπική αναισθησία από ψύξη). 1.2.4.Χημική δομή των φαρμάκων

Η ακριβής χημική δομή των υποδοχέων παραμένει άγνωστη στις περισσότερες περιπτώσεις, με ελάχιστες εξαιρέσεις όπου το δραστικό κέντρο του μορίου έχει προσδιοριστεί με αρκετή σαφήνεια. Οι έρευνες στη χημεία των πρωτεϊνών παρέχουν τη δυνατότητα για την εξαγωγή γενικών συμπερα-σμάτων σχετικά με τη σύνδεση υποδοχέα και φαρμάκου. Ο ακριβής προσδιορισμός του μορίου της αιμοσφαιρίνης οδήγησε στην περιγραφή του τρόπου με τον οποίο το οξυγόνο συνδέεται με αυτή την πρωτεΐνη. Η ανακάλυψη ότι η τεταρτοταγής δομή της αιμοσφαιρίνης μεταβάλλεται μετά τη σύνδεσή της με το φυσικό υπόστρωμα (οξυγόνο) υποδηλώνει ότι ενδεχομένως κάθε φάρμακο μπορεί να επι-φέρει ανάλογες αλλοστερικές μεταβολές στο μόριο του υποδοχέα του. Η αποτελεσματικότητα (ενδο-γενής δραστικότητα) ενός φαρμάκου εξαρτάται ίσως από αυτήν την ικανότητα μεταβολής του υποδο-χέα, η οποία αποτελεί με τη σειρά της την απαρχή των βιοχημικών εκείνων αντιδράσεων που είναι απαραίτητες για την εκδήλωση της φαρμακολογικής ενέργειας.

Αντίθετα με τους υποδοχείς, η χημική δομή των φαρμάκων είναι επακριβώς γνωστή. Επίσης, όλο και περισσότερες γνώσεις αθροίζονται για τους μεταβολίτες κάθε φαρμάκου, όταν μάλιστα πρό-κειται για ουσίες που εμφανίζουν κάποια φαρμακολογική δράση. Κατά την ανάπτυξη νέων φαρμά-κων, λαμβάνονται υπόψη τα δεδομένα από το συνδυασμό φαρμακοδυναμικών πειραμάτων και μι-κρών μεταβολών στη χημική δομή των μορίων που εξετάζονται. Οι πιθανές χημικές παράμετροι με-γιστοποίησης του αποτελέσματος αξιολογούνται κατά την πορεία μιας μεθοδολογικής διαδικασίας που είναι γνωστή ως «ποσοτική συσχέτιση δομής-αποτελέσματος» (QSAR, Quantitative Structure Activity Relationship). Η μέθοδος αυτή απαιτεί υποστήριξη με λογισμική τεχνολογία υψηλών προδι-αγραφών και Η/Υ με τεράστια χωρητικότητα μνήμης, και οι μελέτες γίνονται με ειδικά μοντέλα χω-ροταξικής προσομοίωσης του φαρμάκου και του υποδοχέα.

Τα χημικώς συγγενή φάρμακα προκαλούν τις ίδιες βασικές ενέργειες, οι οποίες όμως μπορεί να διαφέρουν σε ένταση. Αυτός είναι ο λόγος που εμφανίζεται συχνά ανταγωνισμός μεταξύ συγγενών ουσιών. Εάν τα φάρμακα που εμφανίζουν παρόμοια ενέργεια δεν μοιάζουν από χημική άποψη, τότε

μπορδιαφ

ρηθεμορφδραν 1.2.

p.o. πορρφάρτο «φών 1.2.

βάροδόσηαπλοClar

το βθειαδιάπ 1.2.

ηπαταργόβρέφδιατκαι κτης δ 1.2.

μικομακοτων κύττγια κ

ρούμε να υπφορετικών μη

Καθορισεί, πως στα πφές (δεξιόστνής.

5.Φαρμακο

Η φαρμχορήγηση, ρόφησης καιμακα, καλύτ

«φαινόμενο ανται ταχύτερα

6.Βάρος το Η συνηθ

ους περίπου η πρέπει να ούστερος τρrk:

Σε ορισμβάρος. Αυτό α ειδικών πινπλασης (ύψος

7.Ηλικία.

Τα νεογτική και νεφό ρυθμό πρέφη (μέχρι ηλταραχές, σε φκατά την παδοσολογίας,

8.Ατομική

Αυτή εξοί παράγοντεολογική ενέρενζύμων ποταρα-στόχοι κάθε ασθενή

ποθέσουμε πηχανισμών. στική για τηνπερισσότερα τροφες). Ακρ

οτεχνική μ

μακοτεχνική η καλύτερη ι τα επίπεδα τερα επίπεδααρχικής διάβα από τα ελα

ου σώματος

θισμένη δοσο70 kg. Για υπολογίζεταρόπος υπολο

μένες περιπτγίνεται όταννάκων (νορμς 1,75 και βά

γνά (μέχρι ηφρική λειτουέπει να αποφλικίας ενός έφάρμακα πουαιδική ηλικίανα λαμβάνο

ευαισθησί

ξαρτάται απόες είναι συνήργεια μέσω, ου μεταβολίζτου φαρμάκή ξεχωριστά.

πως ασκούν τ

ν ενέργεια τωφάρμακα οιραίο παράδει

ορφή

μορφή μιας φαρμακοτεχτου φαρμάκ

α έχουμε με τβασης». Κατάαιώδη διαλύμ

ς

ολογία των φάτομα που ται ανά kg. Αυογισμού της

τώσεις, λαμβν τα φάρμακαμογράμματα)άρος 70 kg) έ

λικίας ενός ργία. Τα φάφεύγονται γιέτους) είναι πυ δρουν στο Κα, δηλαδή μέχονται υπόψη κ

ία

ό το βιολογικήθως γενετικπ.χ. της σύνζουν το φάρμκου, κ.ά. Οι Αυτό συμβα

91

τις ενέργειές

ων φαρμάκωι L-μορφές (αιγμα αποτελ

δραστικής οχνική μορφήκου στο πλάστα υπογλώσσά την παρεντματα και τα ε

φαρμάκων είτο σωματικό Αυτό συμβαίνπαιδικής δό

άνεται υπόψα είναι πολύ ). Ενδεικτικέχει επιφάνει

μηνός) και άρμακα, επομια το φόβο πολύ ευαίσθΚ.Ν.Σ., καθώχρι την έναρκαι οι ενέργε

κό υπόστρωμκώς προκαθονδεσης του φμακο, μέσω λόγοι αυτοί αίνει ιδιαίτε

ς τους μέσω

ων είναι η σταριστερόστρλεί η μορφίνη

ουσίας καθοή είναι το δισμα (βιοδιαθσια δισκία κατερική χορήγεναιωρήματα

ίναι υπολογιβάρος τους

νει, π.χ. για πόσης ενός φ

ψη και η επιφτοξικά, όπω

κά αναφέρεταια σώματος

τα πολύ ηλιμένως, που μτης άθροισηητα σε φάρμώς και σε ορρξη της εφηβειες του χορη

μα του ατόμορισμένοι καφαρμάκου μετης ευαισθηυπαγορεύουρα με τα αντ

ω διαφορετικώ

ερεοχημική ροφες) είναι δη, όπου η D-

ορίζει τον τράλυμα, επειδθεσιμότητα). αι τα υπόθετγηση, τα υδαα.

ισμένη για ενδιαφέρει ποπολύ αδύνατφαρμάκου δίν

φάνεια του σώως π.χ. τα κυται, ότι ένα ά1,85 m2.

ικιωμένα άτμεταβολίζοντης μέσα στονμακα που πρρμονικά σκευβείας, πρέπει ηγούμενου φ

μου που παίραι μπορούν νε τις πρωτεΐνησίας των ισυν την εξατοτιπηκτικά το

κών υποδοχέω

τους δομή. Έδραστικότερ-μορφή είνα

ρόπο χορήγηδή επιτείνει Προκειμένοτα, επειδή παατικά διαλύμ

νήλικα άτομολύ από αυτήτα άτομα ή γίνεται από τ

ώματος σε στταροστατικάάτομο μέση

τομα έχουν πται και αποβν οργανισμόροκαλούν ηλυάσματα. Γενι εκτός από τφαρμάκου.

ρνει το φάρμνα επηρεάσονες του πλάσστών όπου βομίκευση τηςου τύπου της

ων και μέσω

Έχει παρατηες από τις Dι απόλυτα α

σης. Για τηντο βαθμό αου για στερεάαρακάμπτεταματα απορρο

α σωματικούή την τιμή, ηγια παιδιά. Οτον τύπο του

υνδυασμό μεά, με τη βοής σωματικής

περιορισμένηβάλλονται μεό. Επίσης, ταεκτρολυτικέςνικώς, ακόμητη μετατροπή

μακο. Οι ατοουν μια φαρσματος, μέσωρίσκονται τας δοσολογίαςκουμαρόλης

ω

---

ν α-ά αι -

ύ η Ο υ

ε -ς

η ε α ς η ή

--ω α ς ς

92

και με τις καρδιοτονωτικές ενώσεις της δακτυλίτιδας, επειδή έχουν μικρό θεραπευτικό εύρος. Σοβαρές εκδηλώσεις ατομικής ευαισθησίας είναι τα φαινόμενα ιδιοσυγκρασίας και αλλεργίας. 1.2.9.Ανάπτυξη αντοχής στο φάρμακο

Το φαινόμενο αυτό, που παλιότερα ονομαζόταν «εθισμός», χαρακτηρίζεται από την προοδευ-τική ελάττωση της ενέργειας ενός φαρμάκου μετά από επανειλημμένη χορήγηση. Δηλαδή, για να έ-χουμε την επιθυμητή ενέργεια του φαρμάκου στην αρχική της ένταση, πρέπει να αυξάνουμε συνεχώς τη δόση του, με κίνδυνο να εμφανιστούν τοξικές ενέργειες. Αντοχή αναπτύσσεται κυρίως για τα κα-τασταλτικά του Κ.Ν.Σ. (όπως είναι η αιθυλική αλκοόλη και οι βενζοδιαζεπίνες) και τα οπιούχα. Όταν ο οργανισμός παρουσιάζει αντοχή σε ένα φάρμακο, το φαινόμενο αυτό επεκτείνεται και σε άλλα χη-μικώς συγγενή φάρμακα (διασταυρούμενη αντοχή). Για ορισμένα φάρμακα, πιστεύεται πως η αντοχή οφείλεται στην επαγωγή των ηπατικών ενζύμων, με αποτέλεσμα τον ταχύτερο μεταβολισμό και απο-μάκρυνσή τους (αιθυλική αλκοόλη, βαρβιτουρικά, κ.ά.).

Στην περίπτωση των οπιούχων, πιστεύεται ότι η μακρόχρονη χορήγησή τους οδηγεί σε μείω-ση της σύνθεσης των ενδογενών οπιοειδών ολιγοπεπτιδίων (εγκεφαλίνες, ενδορφίνες, δυνορφίνες), τα οποία δρουν στους ίδιους υποδοχείς. Έτσι, γίνεται αναγκαία η συνεχής αύξηση των εξωγενών οπιού-χων, προκειμένου να καλυφθεί η μείωση των ενδογενών οπιοειδών. Η θεωρία αυτή εξηγεί και το σύνδρομο στέρησης μετά από διακοπή των οπιούχων, το οποίο αποδίδεται στην παρουσία μειωμένων επιπέδων ενδογενών οπιοειδών.

Για την αποφυγή ανάπτυξης αντοχής, πρέπει ένα φάρμακο να δίνεται κατά διαλείμματα (δια-κεκομμένη χορήγηση) και να συνδυάζεται με άλλα φάρμακα που ασκούν παραπλήσιες ενέργειες. Η ανάπτυξη αντοχής συνδυάζεται πολύ συχνά με παράλληλη ανάπτυξη φυσικής και ψυχικής εξάρτη-σης, που περιγράφονται στα σχετικά με τη φαρμακευτική εξάρτηση.

Πολλά φάρμακα δεν δρουν απ' ευθείας στα κύτταρα-στόχους, αλλά έμμεσα, προκαλώντας την απελευθέρωση διαφόρων βιολογικώς δραστικών ενδογενών ουσιών, οι οποίες δρουν ως τελικοί αγωνιστές και συνδέονται με υποδοχείς για να εμφανίσουν κάποια συγκεκριμένη ενέργεια. Οι εφε-δρείες των ενδογενών ουσιών αποκαθίστανται στα μεσοδιαστήματα χορήγησης του φαρμάκου. Όταν το φάρμακο χορηγείται σε μεγάλες δόσεις ή πολύ συχνά, η φαρμακολογική ενέργεια δεν εμφανίζεται, επειδή δεν προλαβαίνει να αθροιστεί το απαιτούμενο ποσό της ενδογενούς ουσίας. Το φαινόμενο αυ-τό ονομάζεται ταχυφυλαξία και αποτελεί μια μορφή αντοχής που εγκαθίσταται ταχύτατα. Η αμφετα-μίνη, π.χ., οφείλει τις συμπαθητικομιμητικές της ιδιότητες στην ενδογενή απελευθέρωση νοραδρενα-λίνης. Συχνές δόσεις αμφεταμίνης εξασθενίζουν προοδευτικά σε δραστικότητα, επειδή εξαντλούνται τα συναπτικά αποθέματα νοραδρεναλίνης.

1.2.10.Ανάπτυξη αντίστασης

Πολλές φορές διαπιστώνεται πως κάποια χημειοθεραπευτική αγωγή δεν δίνει αποτελέσματα για την αντιμετώπιση μιας λοίμωξης. Αυτό οφείλεται είτε στην ύπαρξη σύμφυτης αντίστασης των μικροβίων στα χρησιμοποιούμενα φάρμακα, είτε στην ανάπτυξη αντίστασης κατά τη διάρκεια της θεραπείας. Σε αυτές τις περιπτώσεις είναι επιβεβλημένη η αλλαγή του θεραπευτικού σχήματος. Αντί-σταση έχει περιγραφεί και για ορισμένα καρκινικά κύτταρα, έναντι της αντινεοπλασματικής θεραπεί-ας, η οποία μπορεί να είναι επίσης σύμφυτη ή επίκτητη. 1.2.11.Ψυχολογικοί παράγοντες

Από πολύ παλιά, είχε παρατηρηθεί πως μερικές ουσίες χωρίς καμία πραγματική φαρμακολο-

γική ενέργεια μπορούν να απαλύνουν τα συμπτώματα μιας αρρώστιας. Ευνοϊκά αποτελέσματα έχουν σημειωθεί προκειμένου για πυρετό, πόνους, ναυτία ή και για άλλα ακόμη συμπτώματα. Αυτές οι απα-ντήσεις του οργανισμού οφείλονται στη σφοδρή επιθυμία του ασθενούς να πάρει κάποιο φάρμακο και στην ισχυρή πίστη πως το φάρμακο αυτό θα φέρει καλά αποτελέσματα. Στις περιπτώσεις αυτές, μι-λάμε για εικονικό φάρμακο (placebo, λατινική λέξη που σημαίνει «οτιδήποτε παρέχεται για να ευχα-

93

ριστήσει κάποιον»). Η αποτελεσματικότητα ενός placebo μπορεί να είναι ακόμη μεγαλύτερη, όταν και ο θεράπων ιατρός αγνοεί ότι κάποιο δραστικό φάρμακο έχει αντικατασταθεί με ένα εικονικό («δι-πλή-τυφλή» χορήγηση φαρμάκου). 1.2.12.Παθολογικές καταστάσεις

Η ενέργεια των φαρμάκων δεν είναι πάντοτε η ίδια στους υγιείς και τους αρρώστους. Τα α-ντιπυρετικά μειώνουν τη θερμοκρασία του σώματος όταν ένα άτομο έχει πυρετό, ενώ συνήθως δεν ασκούν καμία ενέργεια στη θερμοκρασία του υγιούς. Επίσης ενώ η ατροπίνη προκαλεί χάλαση των βρόγχων επί βρογχόσπασμου, δεν ασκεί καμία ενέργεια στο φυσιολογικό βρογχικό δένδρο.

Φάρμακα τα οποία μεταβολίζονται στο ήπαρ ή απεκκρίνονται από τους νεφρούς, πρέπει να δίνονται σε μικρότερη δοσολογία προκειμένου για ηπατοπαθείς ή νεφροπαθείς ασθενείς, επειδή δια-φορετικά μπορεί να προκύψουν σοβαρά φαρμακοκινητικά προβλήματα.

Άτομα που πάσχουν από χρόνια αναπνευστική ανεπάρκεια (π.χ., με εμφύσημα) παρουσιά-ζουν μεγάλη ευαισθησία σε φάρμακα με κατασταλτική ενέργεια στο κέντρο της αναπνοής (βενζοδια-ζεπίνες, βαρβιτουρικά, οπιούχα κ.ά.) και η ενδοφλέβια χορήγησή τους μπορεί να αποβεί μοιραία. Με-γάλη ευαισθησία σε αυτά τα φάρμακα παρουσιάζουν και όσοι πάσχουν από υποθυρεοειδισμό, ενώ στον υπερθυρεοειδισμό η ανεκτικότητα του οργανισμού αυξάνεται.

Στο έμφραγμα του μυοκαρδίου, η συχνότητα εμφάνισης αρρυθμιών αυξάνεται πάρα πολύ ό-ταν χορηγηθούν καρδιοτονωτικές ενώσεις δακτυλίτιδας ή συμπαθητικομιμητικά φάρμακα. 1.2.13.Παρουσία άλλων φαρμάκων

Αρκετά συχνά, μια αναμενόμενη φαρμακολογική ενέργεια τροποποιείται από την παρουσία

ενός άλλου φαρμάκου, από την οποία προκύπτει κάποια αλληλεπίδραση. Εκτός από άλλα φάρμακα, αλληλεπιδράσεις μπορεί να εμφανισθούν επίσης από διάφορες χημικές ουσίες που εισέρχονται στον οργανισμό, ως συστατικά της τροφής, ως περιβαλλοντικοί ρύποι κ.ά.

Υπάρχουν πάρα πολλά παραδείγματα αλληλεπιδράσεων, αλλά λίγα από αυτά παρουσιάζουν πρακτικό κλινικό ενδιαφέρον. Συνήθως, είναι εφικτή η αποτροπή κάποιας ανεπιθύμητης εκδήλωσης με την απλή αλλαγή ενός ή περισσοτέρων από τα ενεχόμενα φάρμακα. Προβλήματα θα εμφανισθούν, όταν πρόκειται για απαραίτητα στον ασθενή φάρμακα που δεν είναι δυνατόν να αντικατασταθούν, χωρίς να επηρεασθεί η θεραπευτική αγωγή. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται κυρίως στα φάρμακα εκείνα που χορηγούνται χρονίως και έχουν μικρό θεραπευτικό εύρος, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται τοξικό-τητα ακόμη και με ελάχιστη υπέρβαση των ανώτατων επιτρεπτών επιπέδων στο αίμα (πχ., τα κουμα-ρινικά αντιπηκτικά).

Η αποτελεσματικότητα ενός φαρμάκου μπορεί να περιορίζεται από την παρουσία ενός άλλου φαρμάκου ή κάποιας άλλης χημικής ουσίας γενικότερα. Το φαινόμενο αυτό χαρακτηρίζεται ως αντα-γωνισμός. Ο ανταγωνισμός που αναπτύσσεται μεταξύ αγωνιστών και ανταγωνιστών για τον ίδιο υπο-δοχέα ονομάζεται φαρμακολογικός (ή βιολογικός, ή συναγωνιστικός), όταν οι δύο ουσίες ανταγωνίζο-νται για την κατάληψη του ενεργού κέντρου του υποδοχέα. Υπάρχει ακόμη και ο μη-συναγωνιστικός ανταγωνισμός, όταν η πρόσδεση του ανταγωνιστή γίνεται εκτός ενεργού κέντρου, αλλά προκαλεί αλ-λοστερικές μεταβολές στο μόριο του υποδοχέα που αποκλείουν τη σύνδεση του αγωνιστή στο ενεργό κέντρο.

Εκτός από φαρμακολογικός, ο ανταγωνισμός δύο φαρμάκων μπορεί επίσης να είναι: Χημικός, όταν ένα φάρμακο αντιδρά χημικώς με ένα άλλο στο σημείο εφαρμογής ή απορρό-

φησης, με αποτέλεσμα να παρεμποδίζεται η βιοδιαθεσιμότητα του ενός ή και των δύο (π.χ. σίδηρος και τετρακυκλίνες).

Φυσιολογικός, όταν η φαρμακολογική ενέργεια του ενός αναιρεί την ενέργεια του άλλου, ό-πως συμβαίνει π.χ. με τη νοραδρεναλίνη (αγγειοσύσπαση) και την ισταμίνη (αγγειοδιαστολή). Συνή-θως πρόκειται για φάρμακα που επενεργούν μέσω υποδοχέων, όμως οι υποδοχείς αυτοί είναι εντελώς διαφορετικοί μεταξύ τους.

94

Βιοχημικός (ή έμμεσος), όταν η παρουσία ενός φαρμάκου στον οργανισμό τροποποιεί τις συνθήκες ομοιοστασίας έτσι, ώστε να ευνοείται η απομάκρυνση ενός άλλου φαρμάκου. Οι επαγωγείς των ηπατικών ενζύμων, π.χ., επιταχύνουν τον μεταβολισμό ορισμένων φαρμάκων. Επίσης, ουσίες που αλκαλοποιούν τα ούρα, όπως το διττανθρακικό νάτριο, επιταχύνουν τη νεφρική απέκκριση των ουσιών εκείνων που συμπεριφέρονται ως ασθενή οξέα (ακετυλοσαλικυλικό οξύ, σουλφοναμίδες).

Αντίθετη με τον ανταγωνισμό είναι η συνέργεια, κατά την οποία η συνύπαρξη δύο ή περισσο-τέρων φαρμάκων προκαλεί αύξηση της δράσης του ενός ή και των δύο αυτών φαρμάκων. Η συνέρ-γεια διακρίνεται σε:

Αθροιστική, όταν η τελική ενέργεια των φαρμάκων είναι ίση με το αλγεβρικό άθροισμα των ενεργειών του καθενός ξεχωριστά. Το φαινόμενο αυτό παρατηρείται με φάρμακα που έχουν ίδιες ή παραπλήσιες ενέργειες, όπως π.χ. τα υπνωτικά.

Δυναμική, όταν η τελική ενέργεια των φαρμάκων έχει μεγαλύτερη ένταση από το απλό ά-θροισμα των ενεργειών των επί μέρους φαρμάκων. Συνέργεια αυτού του τύπου δίνουν τα φάρμακα που επιδρούν με διαφορετικούς μηχανισμούς στο ίδιο βιολογικό σύστημα. Τυπικό παράδειγμα αποτε-λεί ο συνδυασμός σουλφαμεθοξαζόλης και τριμεθοπρίμης, ουσιών που ασκούν ισχυρή αντιμικροβια-κή δράση παρεμβαίνοντας σε δύο διαδοχικά στάδια του μεταβολισμού του φυλλικού οξέος στα μι-κρόβια. Μεμονωμένη χρήση αυτών των φαρμάκων έχει πενιχρά αποτελέσματα.

Ενισχυτική, όταν μια φαινομενικά αδρανής ουσία επιτείνει τη δράση ενός φαρμάκου. Συνή-θως, η ενίσχυση του φαρμακολογικού αποτελέσματος προκύπτει από κάποια φαρμακοκινητική επί-δραση, είτε με την επιτάχυνση της απορρόφησης και της κατανομής του φαρμάκου, είτε με την επι-βράδυνση του μεταβολισμού και της απέκκρισής του. Η προβενεσίδη, αν και στερείται η ίδια οποιασ-δήποτε αντιμικροβιακής δράσης, έχει χρησιμοποιηθεί για να επιτείνει τη δράση της πενικιλίνης, επει-δή επιβραδύνει τη νεφρική απέκκριση του αντιβιοτικού.

Η δυναμική και η ενισχυτική συνέργεια αποτελούν «επιθυμητές αλληλεπιδράσεις φαρμά-κων», οι οποίες καταργούνται με την απλή απομάκρυνση του δεύτερου φαρμάκου.

Όλες οι μορφές συνέργειας χρησιμοποιούνται στη θεραπευτική, με αντικειμενικό σκοπό τη μέγιστη δυνατή αποτελεσματικότητα με την ελάχιστη δυνατή τοξικότητα. Αυτό ισχύει κυρίως για τα φάρμακα εκείνα που παρουσιάζουν αθροιστική συνέργεια, επειδή συνδυαζόμενα χορηγούνται σε δό-σεις μικρότερες των συνήθων. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η μείωση των δόσεων των επί μέρους φαρ-μάκων περιορίζει ορισμένες ανεπιθύμητες ενέργειες. Για παράδειγμα, ο συνδυασμός δύο ή περισσο-τέρων σουλφοναμιδών προλαμβάνει την εμφάνιση κρυσταλλουρίας.

Άλλωστε, η αναλγητική ενέργεια της κωδεΐνης ενισχύεται σημαντικά από την παρουσία πα-ρακεταμόλης, με τελική ωφέλεια τη χρήση μικρότερων δόσεων του ναρκωτικού αναλγητικού και την επιβράδυνση ανάπτυξης αντοχής σε περίπτωση μακροχρόνιας χορήγησης.

Παρά τα προφανή πλεονεκτήματα από τη συνέργεια ορισμένων φαρμάκων, η χρήση σταθε-ρών συνδυασμών (σε ένα και το αυτό ιδιοσκεύασμα) γενικώς αποφεύγεται, επειδή παρουσιάζει το μεγάλο μειονέκτημα της ανελαστικής δοσολογίας. Συνήθως, οι επί μέρους ουσίες χορηγούνται μεμο-νωμένα, με εξατομίκευση των δόσεων, ανάλογα με τις ανάγκες του ασθενούς και με την επιδιωκόμε-νη συνέργεια.

1.3.Η φαρμακολογική ενέργεια ως συνάρτηση της δοσολογίας

Η ένταση μιας φαρμακολογικής ενέργειας είναι ανάλογη της δόσης του φαρμάκου που την

προκαλεί. Αυτή η βασική φαρμακολογική αρχή μπορεί να εξετασθεί σε δύο επίπεδα: α. στο επίπεδο ενός μόνο ατόμου (βαθμιαία απάντηση), και β. στο επίπεδο ενός ολόκληρου πληθυσμού ατόμων (ποσοστιαία απάντηση).

ΣχήμακετσιγμοαπάνBloo

ένα κή αρυθμθα εκα σμπύλέχουμορφυποδυποδυποδρόλοποδοη σισιγμ

ποσοΑπόκορυκολομενητας»

ή δρ

μα 4.1. Η σύστυλχολίνης καιοειδή απεικόνντησης και επίom, 2004, Cop

Η βαθμι

μόνο άτομο απάντηση επίμό, μέχρις ότείναι μια υπεστον οριζόντλης αντιστοιυν παρόμοιαφες σιγμοειδδοχέων, η μέδοχέων του φδοχέων που ο στην εμφάοχέα. Όσο μειγμοειδής καμοειδείς καμπ

Σε αντίθοστό εμφάνιό στατιστική υφή της οποογικό ή τοξικη αθροιστική»).

Όταν εξραστική δόση

σπαση αναρτημι προπιονυλχολνιση του αποτελίσης συνάγονταpyright Taylor

ιαία απάντηή σε ένα παρίσης αυξάνεττου φθάσει τερβολική καμτιο άξονα (βλιχεί στη δόσα δράση, επεδείς καμπύλεέγιστη απάνφαρμάκου. Ηέχουν καταλάνιση απάντηεγαλύτερη ηαμπύλη στονπύλες απεικοθεση με τη «ισης μιας ειάποψη, η απ

οίας αντιστοικό αποτέλεσή σιγμοειδής

ξετάζεται έναη (ED50, me

μένου τμήματολίνης. Η απεικελέσματος, ανεαι στοιχεία για

r and Francis,

ση εξετάζετρασκεύασμαται κατά ένατο μέγιστο τημπύλη ή μιαλ. Σχήμα 4.1ση που προκαειδή καταλαμες με παράλλτηση αντιστΗ ένταση μιαληφθεί από τησης παίζει κ χημική συγγ κάθετο άξοονίζουν και τ«βαθμιαία απιδικής φαρμαπάντηση εκφιχεί στη δόσησμα στο 50%ς καμπύλη (

α φαρμακολοdian effectiv

95

ος εντέρου απόκόνιση είναι σευρίσκεται με εα την ισχύ των 2004).

αι με τη χορα οργάνου ή α συνεχή τρόης απάντησησιγμοειδής κ

1). Στη λογαραλεί το 50%μβάνουν τουληλα τα γραμτοιχεί στη δόας ενέργειαςτο φάρμακο.και η χημικήγένεια και η ονα. Για φάρτην ισχύ τουςπάντηση», ηακολογικής φράζεται ως η εκείνη που

% του πληθυσ(βλ. Σχήμα

ογικό αποτέλve dose). Στα

ό ινδικό χοιρίδσε αριθμητικό ευκολία η δόσν φαρμάκων (τ

ρήγηση αυξαιστού. Καθώπο, με αρχικης. Η γραφικκαμπύλη εάνριθμική απει

% της μέσης υς ίδιους υπομμικά τους τόση εκείνη π, επομένως, Εκτός από ή συγγένεια καποτελεσμαρμακα που δς. «ποσοστιαίενέργειας σμια τυπική υ επαρκεί νασμού. Ανάλο8.1, στο «Μ

λεσμα, καταα πειραματόζ

διο, ως συνάρτ(Α) ή λογαριθμση που αντιστοτροποποιημένο

ανομένων ποώς η δόση αυκά γρήγορο κκή απεικόνισην χρησιμοποιικόνιση, το μαπάντησης. οδοχείς, συνήτμήματα. Σύμπου θα ενεργθα είναι ανάτο ποσό τουκαι αποτελεσατικότητα, τόρουν μέσω τ

α απάντηση»ε μια ομοιοκωδωνοειδήα προκαλέσειγη απεικόνισ

Μέθοδοι Αξιο

γράφεται η δζωα, είναι δυ

τηση της συγκμικό άξονα (Βοιχεί στο ήμισυο από Walsh &

οσών ενός φυξάνεται, η φκαι κατόπιν μη αυτής της ιηθεί λογαριμέσο της σιγΤα φάρμακα

νήθως εμφανμφωνα με τηγοποιήσει τοάλογη με το πυ φαρμάκου, σματικότηταόσο πλησιέσττων ίδιων υπ

» μας πληροογενή ομάδαής καμπύλη κι το εξεταζόση αποτελεί ολόγησης τη

διάμεση απουνατόν να π

έντρωσης Β). Από τη υ της μέγιστης & Schwartz-

φαρμάκου σεφαρμακολογιμε βραδύτεροαλληλουχίαςθμική κλίμαμοειδούς καα εκείνα πουνίζουν ομοιόη θεωρία τωνο σύνολο τωνποσοστό τωνκαθοριστικό

α προς τον υτερα θα είναποδοχέων, ο

οφορεί για τοπληθυσμού

κατανομής, ημενο φαρμακαι η καλούης Τοξικότη

οτελεσματικήροσδιορισθε

ε ι-ο ς α-

-υ -ν ν ν ό -αι οι

ο ύ. η ---

ή εί

96

και μια ακόμη ποσοτική απάντηση που αντιστοιχεί στη δόση εκείνη που θα προκαλέσει το θάνατο στο 50% του πληθυσμού. Η τιμή αυτή ονομάζεται διάμεση θανατηφόρα δόση (LD50, median lethal dose). Τόσο η ED50, όσο και η LD50, μπορούν να απεικονισθούν σε ημιλογαριθμική κλίμακα.

Προκειμένου για ασθενείς, εκτός από την ED50, αξία έχει και η TD50 (διάμεση τοξική δόση, median toxic dose). Στην κλινική πράξη, καθοριστικό ρόλο για την εφαρμογή ενός φαρμάκου παίζουν η ελάχιστη δραστική και η μέγιστη ανεκτή δόση. Η ελάχιστη δραστική δόση είναι το μικρότερο ποσό του φαρμάκου που μπορεί να προκαλέσει κάποια απάντηση από τον οργανισμό. Μέγιστη ανεκτή δό-ση είναι η δόση εκείνη που μπορεί να ανεχθεί ο οργανισμός, χωρίς να εμφανιστούν σοβαρές ανεπιθύ-μητες ενέργειες.

Κατά τη μελέτη ενός φαρμάκου με πειραματόζωα, καθορίζεται ο δείκτης ασφαλείας, που α-ντιστοιχεί στο λόγο της LD50 προς την ED50. Προκειμένου για τον άνθρωπο, αντί αυτού έχει χρησι-μοποιηθεί ο λόγος της TD50 προς την ED50 (θεραπευτικός δείκτης). Είναι αυτονόητο, πως όσο μεγα-λύτερος είναι αυτός ο λόγος, τόσο ασφαλέστερο είναι το φάρμακο. Για τον κλινικό γιατρό, πρακτικό ενδιαφέρον αποκτά ο θεραπευτικός δείκτης μόνο ως λόγος της ελάχιστης τοξικής προς τη μέγιστη αποτελεσματική δόση (TD0,1/ED99,9). Δηλαδή, πόσο μπορεί να αυξηθεί η δόση ενός φαρμάκου χωρίς πιθανή εμφάνιση τοξικών εκδηλώσεων (θεραπευτικό εύρος).


Lüllmann Η, Mohr K, Ziegler A & Bieger D (eds.). Color Atlas of Pharmacology, 2nd ed., Thieme, Stuttgart, New York, 2000.

Cooper JR, Bloom FE & Roth RH. The Biochemical Basis of Neuropharmacology. New York: Ox-ford University Press, 2003.

Day S, Green S & Machin D (eds). Textbook of Clinical Trials. New York: John Wiley & Sons, 2004.

DeSmet PAGM. Herbal remedies. N. Engl. J. Med. 347:2046–2056, 2002.

DiMasi JA. New drug development in the United States from 1963 to 1999. Clin. Pharmacol. Ther. 69:286–296, 2001.

Himmelweit F (ed.). Ehrlich, P. Collected Papers, London: Pergamon, 1957.

Foreman JC & Johansen T (ed.). Textbook of Receptor Pharmacology (2nd ed.). Boca Raton: CRC Press, 2002.

Hardman JG & Limbard LE. (eds.-in-chief), Goodman and Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics (12th ed.). New York: McGraw-Hill, 2011.

Hrobjartsson A. & Gotzsche PC. Is the placebo powerless? An analysis of clinical trials comparing placebo with no treatment. N. Engl. J. Med. 344:1594–1602, 2001.

Katzung BG (ed.). Basic & Clinical Pharmacology (12th ed.). New York: McGraw-Hill, 2012.

Kearns GL, Abdel-Rahman SM, Alander SW, Blowey DL, Leeder JS & Kauffman RE. Drug therapy: developmental pharmacology - drug disposition, action, and therapy in infants and children. N. Engl. J. Med. 349:1157–1167, 2003.

Lee JA, Uhlik MT, Moxham CM, Tomandl D & Sall D. Modern phenotypic drug discovery is a via-ble, neoclassic pharma strategy. J. Med. Chem. 55 (10): 4527–4538, 2012.


Patwardhan B, Vaidya AD. Natural products drug discovery: accelerating the clinical candidate de-velopment using reverse pharmacology approaches. Indian J. Exp. Biol. 48 (3): 220–227, 2010.

97



Zeidan A, Mazoit JX, Ali Abdullah M, Maaliki H, Ghattas T & Saifan A. Median effective dose (ED50) of paracetamol and morphine for postoperative pain: a study of interaction. Br J Anaesth, 112(1):118-123, 2014.

98

Γεώργιος Λεονταρίτης, Αικατερίνη Αντωνίου


ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΡΑΣΗΣ ΦΑΡΜΑΚΩΝ 99

Α. Υποδοχείς και Μεταγωγή Σήματος 99


2.Κατηγορίες υποδοχέων και συστήματα μεταγωγής σήματος 100

3.Βασικές αρχές της μεταγωγής σήματος και δράση φαρμάκων 102

4.Αναλυτική περιγραφή των βασικών κατηγοριών υποδοχέων και των συστημάτων μεταγωγής σήματος 103

4.1. Ιοντικοί δίαυλοι 103

4.1.1 Τασοελεγχόμενοι ιοντικοί δίαυλοι 103

4.1.2 Ιοντικοί δίαυλοι ελεγχόμενοι από πρόσδεμα 104

4.2. Πυρηνικοί Υποδοχείς - Mεταγραφικοί παράγοντες. 107

4.3 Μεμβρανικοί υποδοχείς που συζεύγνυνται με πρωτεΐνες G. 109

4.3.1 Η σηματοδοτική τριάδα GPCR-πρωτεΐνη G-τελεστής 111

4.3.2.Μηχανισμοί ρύθμισης της σηματοδότησης μέσω των GPCR 113

4.3.3.Συστήματα δεύτερων αγγελιοφόρων 115

4.4.Μεμβρανικοί υποδοχείς που είτε είναι ένζυμα είτε συνδέονται με κυτταροπλασματικά ένζυμα. 117

4.5.Αλληλεπίδραση υποδοχέων και συστημάτων μεταγωγής σήματος στη ρύθμιση φυσιολογικών κυτταρικών λειτουργιών: το παράδειγμα των αγγειακών λείων μυϊκών ινών 120

Β. Νευροδιαβίβαση 122

5.Φάρμακα και Νευροδιαβίβαση 122

5.1.Νευρικό σύστημα 122

5.2.Ενδεικτικά παραδείγματα φαρμάκων που επηρεάζουν αντίστοιχα νευροδιαβιβαστικά συστήματα. 123

5.2.1.Ακετυλοχολίνη - Χολινεργικό σύστημα 123

5.2.2.Ντοπαμίνη - Ντοπαμινεργικό σύστημα 124

5.2.3.Αδρεναλίνη - Νοραδρεναλίνη 125

5.2.4.Σεροτονίνη 126

5.2.5.γ-Αμινοβουτυρικό οξύ 127

5.2.6.Γλουταμινικό οξύ 128

5.2.6.Πεπτίδια 128


99

Κεφάλαιο 5

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΡΑΣΗΣ ΦΑΡΜΑΚΩΝ

Α. Υποδοχείς και Μεταγωγή Σήματος

Γεώργιος Λεονταρίτης 1.Εισαγωγή

Τα φάρμακα επηρεάζουν τις ιδιότητες ενός βιολογικού υποστρώματος παρεμβαίνοντας σε βασικούς μηχανισμούς, οι οποίοι αφορούν την επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων και την ομοιοστα-σία ολόκληρου του οργανισμού. Οι μηχανισμοί αυτοί αφορούν πρωτίστως τη φυσιολογική λειτουργία ενδογενών βιοδραστικών μορίων, όπως οι ορμόνες και οι νευροδιαβιβαστές.

Οι ενέργειες των περισσοτέρων φαρμάκων προκύπτουν από την εκλεκτική αλληλεπίδρασή τους με μεγαλομοριακά στοιχεία του οργανισμού, τα οποία καλούνται “υποδοχείς”. Η έννοια της ύ-παρξης υποδοχέων μέσω των οποίων δρουν τα φάρμακα ανάγεται στον John Newport Langley (1878) και στις μελέτες του για τη δράση της ατροπίνης (ανταγωνιστής των μουσκαρινικών υποδοχέων της ακετυλοχολίνης) και της πιλοκαρπίνης (αγωνιστής των ίδιων υποδοχέων) στην εκκριτική λειτουργία των σιελογόνων αδένων. Ο Langley χρησιμοποίησε για πρώτη φοράτον όρο “δεκτικές ουσίες” (receptive substances). Ο όρος “υποδοχέας” (receptor), εισήχθη το 1907 από τον Paul Ehrlich, στα πλαίσια των μελετών του για την ανοσοποίηση και τη δράση των τοξινών. Αναφερόμενος στη δράση των φαρμάκων, χρησιμοποίησε τον νεολογισμό “χημειοΰποδοχέας” (chemoreceptor). Αξίζει να ανα-φερθεί ότι η θεωρία των υποδοχέων εισήχθη ως ένα νέο θεωρητικό μοντέλο ερμηνείας της δράσης των φαρμάκων. Κατά τις δεκαετίες του 1960 και 1970 αποτέλεσε ένα αυτόνομο ερευνητικό και πει-ραματικό πεδίο, με την έναρξη της απομόνωσης και του μοριακού χαρακτηρισμού των πρώτων υπο-δοχέων και των αντίστοιχων συστημάτων μεταγωγής ενδοκυτταρικών σημάτων.

Τις τελευταίες δεκαετίες, με την είσοδο στην εποχή της γονιδιωματικής και την ανάπτυξη με-θοδολογιών υψηλής απόδοσης έχουν αρχίσει να τίθενται και να απαντώνται ερωτήματα που θα ήταν αδιανότητα πριν δυο δεκαετίες. Π.χ., πόσοι (αριθμητικά) και τι είδους (ποιοτικά) είναι οι υποδοχείς των φαρμάκων που συνταγογραφούνται σήμερα. Επίσης, πόσοι υποδοχείς φαρμάκων μπορούν να υπάρξουν στο μέλλον, το οποίο είναι ένα σημαντικό ερευνητικό ερώτημα στη βιομηχανία και αφορά την ανακάλυψη νέων υποδοχέων/στόχων έναντι των οποίων μπορούν να αναπτυχθούν νέα φάρμακα. Στο πλαίσιο μελετών που έχουν προσπαθήσει να προσεγγίσουν αυτά τα ερωτήματα στις Η.Π.Α., το αρχικό βήμα προφανώς είναι η καταγραφή των ήδη υπαρχόντων φαρμάκων και η προσπάθεια ταξι-νόμησης των υποδοχέων μέσω των οποίων δρουν. Με βάση τα δεδομένα του F.D.A. στις Η.Π.Α., έχουν εξεταστεί περίπου 21.000 φαρμακευτικά προϊόντα που περιλαμβάνουν μικρά μόρια, καθώς και μεγαλομοριακά βιοτεχνολογικά προϊόντα, όπως τα μονοκλωνικά αντισώματα. Αφαιρώντας τα παρό-μοια βιοϊσοδύναμα φάρμακα (“γενόσημα”), τα διαγνωστικά φαρμακευτικά προϊόντα, τις διαφορετι-κές φαρμακοτεχνικές μορφές, τις βιταμίνες και τα συμπληρώματα διατροφής, οι ερευνητές έχουν κα-ταλήξει σε έναν τελικό αριθμό 1.357 “μοναδικών” φαρμάκων, εκ των οποίων 1.204 είναι μικρά μόρια και 166 είναι βιοτεχνολογικά. Στο ερώτημα ποιοί μπορεί να είναι οι υποδοχείς αυτών των φαρμάκων η εμπειρική γνώση έχει δείξει, ότι η πλειονότητα των υποδοχέων είναι πρωτεΐνες. Κλασικά παραδείγ-ματα αποτελούν οι μεμβρανικοί υποδοχείς των νευροδιαβιβαστών, ένζυμα που ρυθμίζουν ζωτικά με-ταβολικά ή ρυθμιστικά μονοπάτια, όπως η αναγωγάση του διυδροφυλλικού οξέος και η ακετυλοχολι-νεστεράση, πρωτεΐνες που εμπλέκονται σε διαδικασίες μεταφοράς, όπως η ΑΤPάση Na+/Κ+, ή στη ρύθμιση της ιοντικής ισορροπίας, όπως οι διαύλοι Ca++ και Na+, αλλά και δομικές πρωτεΐνες όπως η τουμπουλίνη. Εκτός από τις πρωτεΐνες, τα νουκλεΐνικά οξέα μπορούν να είναι, επίσης, σημαντικά σημεία δράσης, όπως στην περίπτωση ορισμένων κυτταροστατικών ουσιών που χρησιμοποιούνται ως αντικαρκινικά φάρμακα. Ωστόσο, σε αρκετές περιπτώσεις, ο μηχανισμός δράσης δεν είναι σαφής, οπότε υπάρχουν ερωτηματικά για την ακριβή φύση των υποδοχέων. Με αυτά τα δεδομένα, και εστιά-

ζοντυποδτέρωπροηανθραυτώγκεκπόν,λοι συνδκροβνών σιμοτερωτούςτελενας.

2.Κ

επιτυΟι γκή έσμούρίεςποψσμού

Σχήμή προσειράένζυμ

τας μόνον στδοχείς των φω ανάλυση αηγουμένως, ρώπινες πρωών των 324 πκριμένα συμ, είναι κατά σελεγχόμενοιδέεται η πενβιακά φάρμαπου κωδικοοποιούνται σων υποδοχέως τους υποδοευταίες δεκα

Κατηγορίε

Κατά καυγχάνεται μέγνώσεις μας γέρευνα σε αύς δράσης ή, λαμβάνοντ

ψη φαρμακολύς που ενέχο

μα 5.1. Κατηγοϊόντα ενζυμικά: υποδοχείς-ιμα και υποδοχ

την επιστημοφαρμάκων σεαυτών των υπέχει διαπιστωτεΐνες και οπρωτεϊνικώνμπεράσματα σειρά οι υποι από πρόσδνικιλλίνη. Είνακα. Είναι εξοποιούνται απσήμερα. Στο πων, καθώς καοχείς. Πρόκεετίες, ο οποί

ες υποδοχ

ανόνα, η διαέσω κοινών για αυτούς τυτό το επίπεήδη χρησιμοπτας υπόψη τιλογικής δράσονται στη λει

γορίες υποδοχέκών αντιδράσιοντικοί δίαυλχείς που συνδέ

ονική βιβλιογε ένα ποσοσποδοχέων. Τατωθεί ότι δροοι 58 είναι πν υποδοχέων,όσον αφοράοδοχείς GPCRδεμα, οι τασναι προφανέξίσου προφαπό το ανθρώπαρόν κεφάλαι τα ενδοκυειται για ένανίος αποτελεί

χέων και σ

αμεμβρανικήβασικών αρχτους μηχανισεδο έχει αναποιούμενων ις σημαντικόσης, όπως ανιτουργία του

έων. R: υποδοσεων, Υ: κατάλοι, πυρηνικοί έονται με κυττα

100

γραφία για τστό περίπου 7α 1.065 από ουν μόνο μέπρωτεΐνες πα, ανάλογα μεά τα χαρακτηR τύπου ροδοελεγχόμενοές ότι η τελεανές ότι μόνοώπινο γονιδίωλαιο, επιχειρυτταρικά μονν επιστημονιί αναπόσπασ

συστήματ

ή σηματοδότηχών και ενόςσμούς έχουν αδείξει νέουςφαρμάκων. ότερες διαφοναφέρθηκε πρς (Σχήμα 1).

οχέας, D: φάρμλοιπο τυροσίνηυποδοχείς, υπαροπλασματικ

τις πρωτεΐνες75%. Ιδιαίτετα 1.357 “μοέσω 324 υποαθογόνων μικε τη λειτουργηριστικά τουδοψίνης, οι ποι ιοντικοί δευταία κατηγο ένα μικρό ωμα δρουν ωρείται μια αννοπάτια σημαικό τομέα μεστο τμήμα τη

τα μεταγω

ηση των φυς μικρού σχεαυξηθεί εκθς στόχους γιΟι υποδοχείορές μεταξύ ροηγουμένω

μακο, G: πρωης, P: φωσφορποδοχείς που σκά ένζυμα. Για

ς, μπορούμε ερο ενδιαφέροναδικά” φάοδοχέων, εκ κροοργανισμγία ή/και τη υς. Οι πέντε πυρηνικοί υποδίαυλοι, και γορία αφορά ποσοστό τω

ως υποδοχείς αλυτική παρατοδότησης ε πολύ σημαης σύγχρονη

ωγής σήμα

σιολογικών τικά αριθμούθετικά τα τελια φάρμακα ς ταξινομούντους, την σπς, καθώς και

τεΐνη G, E: τελρυλίωση. Από συζεύγνυνται μα λεπτομέρειες

να ταυτοποιρον παρουσιάάρμακα που ατων οποίων μών. Η κατηδομή τους, οπρώτες κατη

ποδοχείς, οι ιτέλος, οι πραποκλειστικ

ων 20.000-25των φαρμάκ

ρουσίαση τωνπου αντιστοαντική ανάπτης φαρμακολ

ατος

υποδοχέων ύ μοριακών λευταία χρόναλλά και νένται σε 4 κύπουδαιότητάι τους μορια

ελεστής, Α-D, υαριστερά προμε πρωτεΐνες Gς βλ. κείμενο

ιήσουμε τουςάζει η περαιαναφέρθηκανοι 266 είνα

ηγοριοποίησηοδηγεί σε συηγορίες, λοιοντικοί δίαυρωτεΐνες πουκά τα αντιμι5.000 πρωτεϊκων που χρην σημαντικόοιχούν σε αυτυξη κατά τιςλογικής έρευ

στα κύτταραμηχανισμώννια. Η εντατιέους μηχανιύριες κατηγοά τους από άκούς μηχανι

υποστρώματα ς δεξιά κατά

G, υποδοχείς-

ς ι-ν αι η -ι--υ ι-ϊ----ς -

α ν. ι-ι--ά-ι-

101

Μεβρανικοί υποδοχείς – ιοντικοί δίαυλοι Συμμετέχουν σε λειτουργίες που απαιτούν ηλεκτρική διέγερση (νευρώνες, νευρομυϊκή σύνα-

ψη, λείες μυϊκές ίνες, αδενικά κύτταρα) και ρυθμίζουν τη ροή ιόντων, με αποτέλεσμα την εκπόλωση ή την υπερπόλωση της μεμβράνης. Τασοελεγχόμενοι δίαυλοι ή δίαυλοι εξαρτώμενοι από το μεμβρα-νικό δυναμικό (δίαυλοι Na+ και δίαυλοι Ca++ σε νευρικά και μυϊκά κύτταρα) αποτελούν στόχους για φάρμακα που λειτουργούν ως τοπικά αναισθητικά (λιδοκαΐνη) ή ως αγγειοδιασταλτικά (νιφεδιπίνη, βεραπαμίλη). Δίαυλοι που εξαρτώνται από ενδοκυττάρια μόρια (δίαυλος Κ+ εξαρτώμενος από το ΑTP των β-κυττάρων του παγκρέατος) αποτελούν στόχο των σουλφονυλουριών στην αντιμετώπιση του διαβήτη τύπου 2. Επιπλέον, μεγάλη ομάδα σημαντικών φαρμάκων εμφανίζουν αγωνιστική ή α-νταγωνιστική δράση σε υποδοχείς που είναι δίαυλοι ιόντων εξαρτώμενοι από νευροδιαβιβαστές, με χαρακτηριστικά παραδείγματα τους νικοτινικούς υποδοχείς της ακετυλοχολίνης (δίαυλοι Na+), τους Α-υποδοχείς του γ-αμινοβουτυρικού οξέος (δίαυλοι Cl-), τους υποδοχείς της γλυκίνης (δίαυλοι Cl-) και τους ιοντοτροπικούς υποδοχείς του γλουταμικού οξέος (δίαυλοι Na+/Ca++). Πυρηνικοί υποδοχείς – μεταγραφικοί παράγοντες

Στην κατηγορία αυτή ανήκουν πρωτεΐνες που αποτελούν σημεία πρόσδεσης στεροειδών ορ-μονών (κορτικοστεροειδή, αλατοκορτικοειδή, ανδρογόνα, οιστρογόνα και προγεσταγόνα), της θυρο-ξίνης και της βιταμίνης D. Οι υποδοχείς αυτοί, μαζί με μια μεγάλη οικογένεια πυρηνικών υποδοχέων που αναγνωρίζουν και προσδένουν λιπαρά οξέα και εικοσανοειδή, χολικά οξέα, και λιπιδικής φύσης μεταβολίτες, εμφανίζουν δραστικότητα μεταγραφικών παραγόντων. Μέσω αυτής της δράσης τους, ρυθμίζουν μια πληθώρα φυσιολογικών λειτουργιών, όπως η αναπαραγωγή, η εμβρυϊκή ανάπτυξη και ο μεταβολισμός. Οι υποδοχείς αυτοί σχηματίζουν ομοδιμερή ή ετεροδιμερή και αναγνωρίζουν συγκε-κριμένες αλληλουχίες DNA της 5΄-ρυθμιστικής περιοχής των γονιδίων, όπου και συνδέονται ρυθμί-ζοντας εν τέλει τη μεταγραφή των αντίστοιχων γονιδίων από την RNA πολυμεράση. Εκτός από φάρ-μακα που δρουν ως αγωνιστές και ανταγωνιστές των υποδοχέων των στεροειδών ορμονών, άλλοι πυ-ρηνικοί υποδοχείς, όπως οι υποδοχείς PPARα και PPARγ (υποδοχείς που ενεργοποιούν τον πολλα-πλασιασμό των υπεροξυσωμάτων, Peroxisome Proliferator-Activated Receptor, PPAR), αποτελούν στόχους ομάδων φαρμάκων όπως οι φιβράτες και οι γλιταζόνες, που χρησιμοποιούνται ως αντιυπερ-λιπιδαιμικά και αντιδιαβητικά φάρμακα αντίστοιχα.

Μεμβρανικοί υποδοχείς που συζεύγνυνται με πρωτεΐνες G

Η κατηγορία αυτή αποτελεί αναμφιβόλως την πολυπληθέστερη και σημαντικότερη ομάδα, όσον αφορά τη δράση των φαρμάκων. Ενδογενείς φυσιολογικοί αγωνιστές που χρησιμοποιούν αυτό τo είδος των υποδοχέων περιλαμβάνουν νευροδιαβιβαστές, όπως η ακετυλοχολίνη, το γλουταμικό οξύ και το GABA, οι βιογενείς αμίνες, τα εικοσανοειδή, οι πεπτιδικές και γλυκοπρωτεϊνικές ορμόνες, τα οπιοειδή και πλήθος άλλων. Έχει εκτιμηθεί ότι ποσοστό μεγαλύτερο του 50% των συνταγογρα-φούμενων φαρμάκων εμφανίζει εκλεκτική αγωνιστική ή ανταγωνιστική δράση σε υποδοχείς που συ-ζεύγνυνται με πρωτεΐνες G (G Protein-Coupled Receptors, GPCRs). Οι GPCRs αποτελούν την τρίτη μεγαλύτερη οικογένεια γονιδίων στο ανθρώπινο γονιδίωμα και ρυθμίζουν πληθώρα φυσιολογικών λειτουργιών, μεταξύ των οποίων η γεύση και η οσμή, η όραση, η νευροδιαβίβαση, ο συμπαθητικός και παρασυμπαθητικός τόνος του αυτόνομου νευρικού συστήματος και η λειτουργία ενδοκρινών και εξωκρινών αδένων. Το κύριο χαρακτηριστικό της σηματοδότησης μέσω GPCRs έγκειται στην οργά-νωση μιας τριάδας ως ενιαίας λειτουργικής σηματοδοτικής μονάδας. Η τριάδα αυτή αποτελείται από τον υποδοχέα, μια τριμερική πρωτεΐνη G, και μια πρωτεΐνη-τελεστή. Η πρωτεΐνη-τελεστής μπορεί να είναι ένζυμο, όπως η αδενυλική κυκλάση, η φωσφολιπάση C φωσφοϊνοσιτιδίων, η 3-κινάση φωσφοϊ-νοσιτιδίων και η φωσφοδιεστεράση ή ιοντικοί δίαυλοι Κ+ και Ca++. Η σηματοδοτική τριάδα GPCR - πρωτεΐνη G - τελεστής συνδέεται εκτενώς με τα συστήματα των δεύτερων αγγελιοφόρων, όπως το κυκλικό AMP (cAMP), το κυκλικό GMP (cGMP), η τριφωσφορική ινοσιτόλη (IP3), η διακυλογλυκε-ρόλη (DAG), η τριφωσφορική φωσφατιδυλοϊνοσιτόλη (PIP3), το μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ) και το κυτταροπλασματικό Ca++, τα οποία ρυθμίζουν μεταξύ άλλων την ενεργοποίηση πρωτεϊνικών κινα-σών, οδηγώντας, έτσι, στην ενίσχυση αλλά και εξειδίκευση του αρχικού σήματος. Ο κύριος ρόλος της σηματοδότησης μέσω των GPCR έγκειται στην άμεση ρύθμιση βασικών κυτταρικών λειτουργιών, όπως η έκκριση, η (μυϊκή) συστολή και ο μεταβολισμός.

102

Μεμβρανικοί υποδοχείς που είτε είναι ένζυμα είτε συνδέονται με κυτταροπλασματικά ένζυμα

Η κατηγορία αυτή περιλαμβάνει μια ετερόκλητη ομάδα διαμεμβρανικών πρωτεϊ-νών/υποδοχέων που είτε διαθέτουν κυτταροπλασματικές περιοχές με ενζυμική δραστικότητα είτε αλ-ληλεπιδρούν, ευθέως ή μέσω μη ενζυμικών πολυπρωτεϊνικών συμπλόκων, με κυτταροπλασματικά ένζυμα. Στην πρώτη περίπτωση περιλαμβάνονται οι υποδοχείς των αυξητικών παραγόντων τύπου ινσουλίνης που διαθέτουν ενδογενή δραστικότητα τυροσινικής κινάσης, οι υποδοχείς του μετασχημα-τίζοντος αυξητικού παράγοντα β (Transforming Growth Factor β, TGFβ) που διαθέτουν ενδογενή δραστικότητα κινάσης σερίνης/θρεονίνης και οι υποδοχείς του νατριουρητικού πεπτιδίουτων καρδια-κών κόλπων (Atrial Natriuretic Peptide, ANP) που διαθέτουν ενδογενή δραστικότητα γουανυλικής κυκλάσης. Η δεύτερη περίπτωση περιλαμβάνει την υπεροικογένεια των υποδοχέων των κυτταροκι-νών, μεταξύ των οποίων οι υποδοχείς της αυξητικής ορμόνης, της προλακτίνης, της ερυθροποιητίνης, της γ-ιντερεφερόνης και των ιντερλευκινών. Οι υποδοχείς αυτοί δεν διαθέτουν ενζυμική δραστικότη-τα αλλά συνδέονται ευθέως με κυτταροπλασματικές τυροσινικές κινάσες της οικογένειας JAK. Συγ-γενείς ομάδες υποδοχέων είναι οι υποδοχείς τύπου Toll (Τoll-Like Receptors, TLRs,) που κυριαρχούν στη σηματοδότηση μεταβολιτών παθογόνων μικροβίων και ιών και οι υποδοχείς του TNF-α (παράγο-ντας νέκρωσης όγκων, Tumour Necrosis Factor) που συμμετέχουν σε φλεγμονώδεις αντιδράσεις. Αυ-τοί οι υποδοχείς αλληλεπιδρούν με κυτταροπλασματικές πρωτεΐνες σχηματίζοντας πολυπρωτεϊνικά σύμπλοκα που ρυθμίζουν καθοδικούς τελεστές μέσω ουβικιτινυλίωσης και φωσφορυλίωσης. Με την εξαίρεση των υποδοχέων του ANP, η πλειονότητα των υπόλοιπων υποδοχέων αυτής της κατηγορίας συνδέεται με κυτταροπλασματικά μονοπάτια φωσφορυλίωσης από πρωτεϊνικές κινάσες που, μέσω ρύθμισης της δράσης μεταγραφικών παραγόντων, επιδρούν στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, στην κυτταρική αύξηση και στον μεταβολισμό, στη διαφοροποίηση και στην κυτταρική επιβίωση ή στον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο (απόπτωση). Αξίζει να αναφερθεί ότι φάρμακα που στοχεύουν σε αυτούς τους υποδοχείς και τα σηματοδοτικά μονοπάτια τους μπορεί να είναι μονοκλωνικά αντι-σώματα που εξουδετερώνουν τους υποδοχείς, όπως στην περίπτωση της τραστουζουμάμπης (αντίσω-μα έναντι του υποδοχέα HER2), ή μονοκλωνικά αντισώματα που δεσμεύουν και αδρανοποιούν τους αγωνιστές των υποδοχέων, όπως στην περίπτωση της ινφλιξιμάμπης (αντίσωμα έναντι του TNFα). Επιπλέον, φάρμακα όπως η ιματινίμπη (αναστολέας της τυροσινικής κινάσης Bcr-Abl) και η ερλοτι-νίμπη (αναστολέας της δραστικότητας τυροσινικής κινάσης του υποδοχέα του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα), χρησιμοποιούνται κυρίως για την αντινεοπλασματική τους δράση σε συγκεκριμένους τύπους καρκίνων και λευχαιμιών.

3.Βασικές αρχές της μεταγωγής σήματος και δράση φαρμάκων

Ένα κοινό χαρακτηριστικό όλων των υποδοχέων και των συστημάτων μεταγωγής σήματος είναι η μοναδική δυνατότητά τους να ενισχύουν το εξωκυττάριο σήμα. Συνήθως, οι ενδογενείς νευ-ροδιαβιβαστές, οι ορμόνες και άλλα προσδέματα των υποδοχέων απαντώνται στην κυκλοφορία ή στις νευρικές απολήξεις σε μικρές συγκεντρώσεις επιπέδου nM και μΜ. Ωστόσο, η σύζευξη των υποδο-χέων τους οδηγεί σε καταλυτική ενίσχυση του αρχικού σήματος, με τη μαζική μετακίνηση ιόντων, τη μεταγραφή πολλών αντιτύπων ενός γονιδίου, την παραγωγή πολλών μορίων δευτέρων αγγελιοφόρων και την ενεργοποίηση ενζυμικών καταρραχτών στο εσωτερικό του κυττάρου.

Όλα τα συστήματα μεταγωγής σήματος χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη μηχανισμών αυ-τορρύθμισης και ελέγχου. Η αυτορρύθμιση αυτή λαμβάνει χώρα σε όλα τα επίπεδα. Στην περίπτωση των διαμεμβρανικών υποδοχέων GPCR και των υποδοχέων αυξητικών παραγόντων, η ρύθμιση γίνε-ται μέσω φωσφορυλίωσης ή άλλης μετα-μεταφραστικής τροποποίησης του υποδοχέα που μπορεί να επηρεάσει την ικανότητα πρόσδεσης του αγωνιστή, τη σύζευξη με τους ενδοκυττάριους τελεστές ή τον αριθμό των ενεργών υποδοχέων στην πλασματική μεμβράνη. Στα συστήματα των δεύτερων αγ-γελιοφόρων, η ρύθμιση έγκειται στην ύπαρξη μηχανισμών απενεργοποίησής τους και αναγέννησης των πρόδρομων μεταβολιτών τους. Συχνά τέτοια φαινόμενα μπορούν να εξηγήσουν το θεραπευτικό αποτέλεσμα, αλλά και άλλες όψεις της δράσης φαρμάκων, όπως η ταχυφυλαξία, η αντίσταση και η αντοχή.

103

Η γνώση των μοριακών μηχανισμών μεταγωγής σήματος και του τρόπου δράσης των υποδο-χέων των φαρμάκων μπορεί, επίσης, να εξηγήσει σε ορισμένες περιπτώσεις γιατί ορισμένα φάρμακα αργούν να δράσουν, ενώ άλλα δρουν πολύ γρήγορα. Π.χ., για την αντιμετώπιση του άσθματος οι β2-αγωνιστές των αδρενεργικών υποδοχέων θα δράσουν μέσα σε μερικά λεπτά, ενώ οι αγωνιστές των υποδοχέων των γλυκοκορτικοειδών θα δράσουν μετά από ώρες, επειδή ακριβώς η δράση των πρώτων επιτυγχάνεται μέσω της άμεσης παραγωγής του δεύτερου αγγελιοφόρου cAMP, ενώ η δράση των δεύτερων απαιτεί πρώτα τη μεταγραφή γονιδίων και την έκφραση νέων πρωτεϊνικών μορίων.

Τα ενδοκυττάρια συστήματα μεταγωγής σήματος αλληλεπιδρούν σε σημαντικό βαθμό μετα-ξύ τους στο επίπεδο της ολοκλήρωσης της σηματοδότησης. Ιδιαίτερα τα συστήματα των δεύτερων αγγελιοφόρων παίζουν ρόλο ενορχηστρωτή των διαφορετικών εξωκυττάριων σημάτων προς επιτέλε-ση μιας συγκεκριμένης κυτταρικής λειτουργίας. Αρκετές φορές, το είδος της ολοκλήρωσης εξαρτάται από τον κυτταρικό τύπο ή το βαθμό διαφοροποίησης. Στα κύτταρα του μυοκαρδίου η αύξηση του cAMP από τους β-αδρενεργικούς αγωνιστές λειτουργεί συνεργιστικά με το κυτταροπλασματικό Ca++ στην αύξηση της συσταλτότητας. Σε αντίθεση, το cAMP και το κυτταροπλασματικό Ca++ δρουν α-νταγωνιστικά στον τόνο των λείων μυικών ινών των αγγείων, όπου το Ca++ προκαλεί συστολή, ενώ το cAMP χάλαση. Εκτός των δεύτερων αγγελιοφόρων, ρόλο στην ολοκλήρωση και ενορχήστρωση της σηματοδότησης παίζουν και κομβικά ένζυμα, όπως ορισμένες πρωτεϊνικές κινάσες, που τα οποία συχνά ενεργοποιούνται από διαφορετικούς υποδοχείς και μεταφέρουν το σήμα καθοδικά φωσφορυ-λιώνοντας διαφορετικά υποστρώματα που με τη σειρά τους ρυθμίζουν διαφορετικές λειτουργίες. Συ-χνά, τέτοια κομβικά ένζυμα υπολειτουργούν ή υπερλειτουργούν σε παθολογικές καταστάσεις, με α-ποτέλεσμα να καθίστανται και ιδανικοί φαρμακολογικοί στόχοι.

4.Αναλυτική περιγραφή των βασικών κατηγοριών υποδοχέων και των συ-στημάτων μεταγωγής σήματος 4.1. Ιοντικοί δίαυλοι 4.1.1 Τασοελεγχόμενοι ιοντικοί δίαυλοι

Οι τασοελεγχόμενοι ιοντικοί δίαυλοι (δίαυλοι που ελέγχονται από το δυναμικό, voltage-gated channels) αποτελούν μια μεγάλη οικογένεια διαύλων με κοινά δομικά χαρακτηριστικά, οι οποίοι, ό-μως, διαφέρουν ως προς τον βαθμό εξάρτησης τους από το μεμβρανικό δυναμικό και την εκλεκτικό-τητά τους ως προς τα ιόντα Na+, Ca++ ή K+. Οι δίαυλοι αυτοί συμμετέχουν στη ρύθμιση του δυναμι-κού της πλασματικής μεμβράνης σε ηλεκτρικώς διεγέρσιμα κύτταρα.

Οι τασοελεγχόμενοι δίαυλοι Na+ είναι υπεύθυνοι για την ανάπτυξη του δυναμικού ενεργείας και την εκπόλωση της πλασματικής μεμβράνης των μυϊκών και νευρικών κυττάρων από το δυναμικό ηρεμίας των -70mV στα +20 mV μέσα σε λίγα msec. Αποτελούνται από 3 υπομονάδες, μια υπομονά-δα α (260 kDa), η οποία συμμετέχει στη διαμόρφωση του πόρου και στη ρύθμιση από το μεμβρανικό δυναμικό και δύο ρυθμιστικές υπομονάδες β (33-38 kDa). H υπομονάδα α αποτελείται από 4 ομόλο-γες περιοχές (Ι-ΙV), και κάθε περιοχή περιλαμβάνει 6 διαμεμβρανικά τμήματα με διαμόρφωση α-έλικας (S1-S6) και μια θηλιά που συμμετέχει στη δομή του πόρου (P). Η ρύθμιση από το δυναμικό οφείλεται στις διαμεμβρανικές περιοχές S4, οι οποίες λόγω της αμινοξικής τους αλληλουχίας λει-τουργούν ως αισθητήρες των μεταβολών του δυναμικού. O σχηματισμός του πόρου και η εκλεκτικό-τητα στα ιόντα Na+ καθορίζεται από τις περιοχές S5 και S6 και την παρεμβαλόμενη θηλιά P. Στους νευρώνες και στα μυϊκά κύτταρα της καρδιάς οι εν λόγω δίαυλοι αποτελούν τον υποδοχέα των τοπι-κών αναισθητικών, όπως η λιδοκαΐνη, η τετρακαΐνη και η προκαναϊμίδη. Τα τοπικά αναισθητικά ει-σέρχονται στον πόρο που δημιουργείται από τις περιοχές S5 και S6 και δεσμεύονται στην ενδοκυττα-ρική πλευρά των διαμεμβρανικών περιοχών S6 μέσω υδρόφοβων αλληλεπιδράσεων με αμινοξικές πλευρικές αλυσίδες. Το τελικό αποτέλεσμα είναι η σταθεροποίηση της ανοιχτής αλλά αδρανοποιημέ-νης δομής του διαύλου. Επομένως, είναι απαραίτητη η διάνοιξη του πόρου για την αποτελεσματικό-τερη πρόσδεση του αναισθητικού. Αποτέλεσμα αυτού του τρόπου δράσης είναι το γεγονός ότι νευρι-

104

κές ίνες που υπόκεινται σε επαναλαμβανόμενη υψηλής συχνότητας διέγερση, είναι περισσότερο ευ-αίσθητες στη δράση των τοπικών αναισθητικών.

Οι τασοελεγχόμενοι δίαυλοι Ca++ εμφανίζουν παρόμοια δομή με τους διαύλους Na+. Αποτε-λούνται, επίσης, από μια μεγάλου μοριακού βάρους υπομονάδα α1 που σχηματίζει τον κύριο πόρο και ρυθμιστικές υπομονάδες α2, β, γ και δ. Κατηγοριοποιούνται ως προς την εξάρτησή τους από το δυναμικό και τη διάρκεια ενεργοποίησής τους σε τύπους L , N και T, με τους τύπους L να αποτελούν υποδοχείς των περισσότερων φαρμάκων που δρουν ως ανταγωνιστές του Ca++. Στην καρδιά, οι L-τύπου δίαυλοι ελέγχουν τον καρδιακό ρυθμό και την αγωγιμότητα, στους νευρώνες οι Ν-τύπου δίαυ-λοι κυρίως διεγείρουν την εξαρτώμενη από Ca++ έκκριση των νευρομεταβιβαστών στο προσυναπτικό άκρο, ενώ στα λεία μυικά κύταρρα οι L-τύπου δίαυλοι ελέγχουν τον αγγειακό τόνο. Ανταγωνιστές των τασεοεξαρτώμενων διαύλων Ca++ όπως η νιφεδιπίνη, η διλτιαζέμη και η βεραπαμίλη δρουν ως αποτελεσματικά αγγειοδιασταλτικά και χρησιμοποιούνται στην αντιμετώπιση της στηθάγχης, των καρδιακών αρρυθμιών και της υπέρτασης. 4.1.2 Ιοντικοί δίαυλοι ελεγχόμενοι από πρόσδεμα

Στους ιοντικούς διαύλους που ελέγχονται από προσδέμα (ligand-gated channels) περιλαμβά-νονται οι νικοτινικοί υποδοχείς της ακετυλοχολίνης (Σχήμα 5.2), οι υποδοχείς A του γ-αμινοβουτυρικού οξέος (υποδοχείς GABAA) (Σχήμα 5.2), οι υποδοχείς 5-HT3 της σεροτονίνης, καθώς και οι υποδοχείς της γλυκίνης και του γλουταμικού οξέος. H δομή των περισσοτέρων από αυτούς τους υποδοχείς είναι γνωστή.

Το πρότυπο και καλύτερα μελετημένο μέλος αυτής της οικογένειας διαύλων είναι ο νικοτινι-κός υποδοχέας της ακετυλοχολίνης (N-AChR). Oι πρωτοποριακές εργασίες των Claude Bernard, Bayer, Shcwiedeberg, Dixon και Hunt επέτρεψαν στον Dale (1914) να ταξινομήσει τις ενέργειες της ακετυλοχολίνης σε δύο ομάδες: α) την ομάδα της νικοτίνης, οι επιδράσεις της οποίας αναστέλλονται από το κουράριο, και β) την ομάδα της μουσκαρίνης, οι επιδράσεις της οποίας αναστέλλονται από την ατροπίνη. H έκκριση ακετυλοχολίνης από τις πνευμονο-γαστρικές νευρικές ίνες αποδείχθηκε από τους Loewi και Feldberg μεταξύ 1920 και 1933. Οι πρώτες μελέτες των αναλόγων της ακετυλοχολί-νης, της μεταχολίνης και της καρβαχόλης, πραγματοποιήθηκαν μεταξύ 1932 και 1936. H ιδέα των «μουσκαρινικών» και «νικοτινικών» υποδοχέων αναπτύχθηκε παράλληλα με αυτές τις εργασίες. Σε αντίθεση με τους N-AChRs, οι μουσκαρινικοί υποδοχείς της ακετυλοχολίνης συνδέονται με το σύ-στημα των πρωτεϊνών G και θα συζητηθούν στα επόμενα κεφάλαια. Oι N-AChRs βρίσκονται στο κεντρικό νευρικό σύστημα, στα γάγγλια του αυτόνομου νευρικού συστήματος και τους σκελετικούς μύες. Είναι υπεύθυνοι για την ανάπτυξη διεγερτικών μετασυναπτικών δυναμικών και την εκπόλωση των μετασυναπτικών νευρώνων στα γάγγλια και στο ΚΝΣ και τη μυϊκή συστολή στους σκελετικούς μύες. Στους μύες, η ενεργοποίηση των N-AChRs προκαλεί εκπόλωση της μυϊκής ίνας και αύξηση του ενδοκυτταρικού Ca++ μέσω διάνοιξης τασεοεξαρτώμενων διαύλων της πλασματικής μεμβράνη και κινητοποίησης των αποθηκών του σαρκοπλασματικού δικτύου. Ενώσεις όπως η ακετυλοχολίνη, η καρβαχόλη και η νικοτίνη είναι νικοτινικοί αγωνιστές και οδηγούν σε διάνοιξη των N-AChRs. Συνα-γωνιστικοί ανταγωνιστές όπως η d-τουβοκουραρίνη, το πανκουρόνιο και η ηλεκτρυλοχολίνη αλληλε-πιδρούν με τους N-AChRs, αναστέλλουν τη δράση του αγωνιστή και δρουν ως μυοχαλαρωτικά. Ανά-λογα με το αν προκαλούν και μερική εκπόλωση ορίζονται ως μη-εκπολωτικά (d-τουβοκουραρίνη, πανκουρόνιο και όλα τα παράγωγα τους) και εκπολωτικά (ηλεκτρυλοχολίνη) μυοχαλαρωτικά. Oι μη συναγωνιστικοί (αλλοστερικοί) ανταγωνιστές (όπως το νευροληπτικό/αντιψυχωτικό χλωροπρομαζί-νη, το παραισθησιογόνο φαινκυκλιδίνη και το τοπικό αναισθητικό πριλοκαΐνη) έχουν ιδιότητες αμφί-φιλων κατιόντων που φράζουν το δίαυλο ή προκαλούν απευαισθητοποίηση του υποδοχέα.

Οι N-AChRs είναι πενταμερή που αποτελούνται από υπομονάδες α, β, γ, δ και ε μεγέθους 40-60 kDa. Όλες οι υπομονάδες έχουν περίπου 40% ομοιότητα στην αμινοξική αλληλουχία και θεωρεί-ται ότι έχουν προκύψει από ένα αρχέγονο γονίδιο. Διαθέτουν 4 διαμεμβρανικές περιοχές (ΤΜ1-ΤΜ4) και ένα εκτενές εξωκυτταρικό Ν-τελικό άκρο. Το πενταμερές σχηματίζει μια ενδομεμβρανική πρω-τεΐνη μήκους 11 nm που έχει μορφή ροζέττας με διάμετρο 8 nm. Η ποικιλομορφία στις υπομονάδες α και β (ισομορφές α1-α9 και β1-β4, αντίστοιχα) δίνει διαύλους με διαφορετική εντόπιση σε ιστούς και σε ορισμένες περιπτώσεις διαφορετική φαρμακολογική συμπεριφορά. Στην νευρομυϊκή σύναψη των

105

σκελετικών μυών (τύπος NΜ-AChRs) η στοιχειομετρική αναλογία είναι (α1)2(β1)δγ (ή ε αντί της υ-πομονάδας γ) (Σχήμα 5.2). Οι θέσεις σύνδεσης της ακετυλοχολίνης εντοπίζονται στις υπομονάδες α και πιο συγκεκριμένα στις μεσεπιφάνειες των υπομονάδων αγ και αδ (Σχήμα 5.2). Στα γάγγλια (τύπος NN-AChRs) κυριαρχούν τα ζεύγη των υπομονάδων α3/β4 και α3/β2, και στο ΚΝΣ το ζεύγος α4/β2 στις μορφές (α4)2(β2)3 ή (α4)3(β2)2, καθώς και ομομερή της υπομονάδας α7 στη μορφή (α7)5. Μια βασική φαρμακολογική διαφορά των τύπων Μ- και Ν- είναι η διαφορά τους στην ανταγωνιστική δράση ενώσεων της σειράς των μεθωνίων (πολυμεθυλενο δις-τριμεθυλαμμώνια). Αυτές οι ενώσεις αποτελούνται από δυο ομάδες τριτοταγούς τριμεθυλαμμωνίου (όμοια δομή με αυτή της χολίνης) συν-δεδεμένες με μια αλυσίδα μεθυλενομάδων (-CH2-). Ενώσεις με συνδετική αλυσίδα 10 ομάδων -CΗ2-, όπως το δεκαμεθώνιο, είναι ισχυροί ανταγωνιστές των NΜ-AChRs και δρουν ως μυοπληγικά (μυοχα-λαρωτικά). Αντιθέτως, ενώσεις με αλυσίδα 6 ομάδων -CΗ2-, όπως το εξαμεθώνιο, δεν ανταγωνίζο-νται τους NΜ-AChRs, αλλά μόνο τους NΝ-AChRs και δρουν ως γαγγλιοπληγικά. Ανάλογη συμπερι-φορά εμφανίζουν οι NΜ- και NΝ-AChRs στη δράση τοξινών. Έχει παρατηρηθεί ότι η α-βουγκαροτοξίνη δεν αναστέλλει τους NΝ-AChRs, ενώ αναστέλλει τους NΜ-AChRs. Άλλες τοξίνες, όπως η σουρουγκατοξίνη και η κ-βουγκαροτοξίνη, αναστέλλουν κατά προτίμηση τους NΝ-AChRs και δεν επιδρούν στους NΜ-AChRs.

Σχήμθέσεσύνδ

(Σχήόμωδιαύβρανσυναμη-σστο

σταλδες σύστρουνκαι πως κατακές, σικέ(ΣχήΑντιCl- κδιαζνταιτων βενζδιευCl- σαποττις αόχι τ

μα 5.2.Ιονοτροεις σύνδεσης αδεσης αγωνιστώ

Παρόμοήμα 5.2). Είνως ο δίαυλος ύλου θα προκνικού δυναμαγωνιστικός συναγωνιστικεσωτερικό τ

Η νευρολτικής νευροπου κατηγορταση δεν είνν ως προς τητη συναπτικοι βενζοδιαασταλτικά, όυπνωτικές κ

ές ανασταλτιήμα 5.2). Ιδιαιθέτως, υποδκαι αντιδρούζεπίνες. Στο ι στη μεσεπιβενζοδιαζεπζοδιαζεπίνες υκολύνουν τηστο κύτταροτέλεσμα χωρανασταλτικέςτη συχνότητ

οπικοί υποδοχγωνιστών στοών και τροποπ

οια δομή με ναι, επίσης, που σχηματίκαλέσει την μικού. Aυτή ηανταγωνιστκός ανταγωντου δίαυλου. οδιαβίβαση μοδιαβίβασης ριοποιούνταιναι εξακριβωην αγωγιμότκή ή εξω-συναζεπίνες. Οι υόπως οι βενζκαι μυοχαλαικές συνάψεαίτερα οι υποδοχείς που αύν στα βαρβιμοντέλο α1βιφάνεια μεταπινών στη με

(τύπου διαζη σύνδεση τοο, λόγω της σρίς το GABAς επιδράσειςα διάνοιξης.

χείς ακετυλοχον νικοτινικό υποιητών στον

τους N-ACομο- ή ετερίζεται εμφαναύξηση της η δράση ανατής του GABνιστής των υ μέσω GABAστο ΚΝΣ. Μι σε 7 ομάδεωμένη σε κάητα Cl-, την ναπτική τοπουποδοχείς Gζοδιαζεπίνες αρωτικές τουις του ΚΝΣ ομονάδες γ εποτελούνταιιτουρικά, αλλβ2γ2 του υπαξύ των α1 κεσεπιφάνεια ζεπάμης) δροου GABA στσυχνότερης δA. Όπως οι κς του GABA Επίσης, έχο

106

ολίνης και GAυποδοχέα της αυποδοχέαGAB

ChRs εμφανίρο-πενταμερήνίζει εκλεκτικαγωγιμότητ

αστέλλεται απBA. H πικρουποδοχέων G

AA υποδοχέωΜέχρι στιγμήες: α (1-6), βάθε περίπτωσν εντόπιση σεοθέτησή του

GABAΑ αποτκαι τα βαρβς ιδιότητες. είναι αυτή είναι αυτές πι μόνο από αλά δεν έχουνποδοχέα GABκαι β2 υπομμεταξύ τωνουν ως αλλοτον υποδοχέαδιάνοιξης τοκλασικές βενA, αλλά παραουν διαφορετ

ABA. ΑριστεράακετυλοχολίνηBAΑ.

ζουν και οι ή ομόλογων κότητα για τατας Cl- με αππό το αλκαλοοτοξίνη, η ο

GABAA με τ

ων αποτελεί τής έχουν ταυβ (1-3), γ (1-ση και υπάρε περιοχές τυς αλλά και ττελούν τον κύβιτουρικά καΗ κύρια μορπου περιλαμπου προσφέροα και β υπομν θέσεις σύνBAA, οι θέσεμονάδων του α1 και γ υπστερικοί ενεα με τελικό ου δίαυλου. Oζοδιαζεπίνεςατείνοντας τοτικές θέσεις

: Τοπολογία, σης. Δεξιά: Τοπ

υποδοχείς Aυπομονάδωα ιόντα Cl-. Εποτέλεσμα τηοειδές μπικοοποία προκαλο σημείο σύ

τη συντριπτιυτοποιηθεί 19-3), δ, ε, π, θχουν πολλοίου ΚΝΣ, τοντην ευαισθησύριο στόχο φι χρησιμοπορφή του υπομβάνει τις υπουν ευαισθησονάδες είναιδεσης ούτε εεις σύνδεσηςπενταμερού

πομονάδων (εργοποιητές ταποτέλεσμα Oι βενζοδιαζς, έτσι και ταον χρόνο διάσύνδεσης απ

σύσταση σε υππολογία, σύστα

A του GABων, στην περΕπομένως η ην υπερπόλωουκουλλίνη, ηλεί σπασμούύνδεσής της ν

ική πλειοψη9 διαφορετικθ και ρ (1-3ί συνδυασμον νευρωνικόσία τους σε φαρμάκων ποιούνται για τοδοχέα GABAπομονάδες ασία στις βενζι λειτουργικοεπηρεάζοντας του GABAύς, ενώ η θέ(Σχήμα 5.2). των υποδοχέτην επίτασηζεπίνες δεν έα βαρβιτουριάνοιξης των πό ότι οι βεν

πομονάδες καιαση και θέσεις

BA (GABAA

ίπτωση αυτήδιάνοιξη τουωση του μεμη οποία είναύς, θεωρείτανα βρίσκετα

φία της ανακές υπομονά). Η ακριβήςοί που διαφέό τύπο καθώςφάρμακα, όπου δρουν ωςτις αγχολυτιAA στις κλαα1, β2 και γ2ζοδιαζεπίνεςοί ως δίαυλοαι από βενζοA τοποθετούση σύνδεσηςΟι κλασικέςέων GABAA

η της εισροήςέχουν κανέναικά αυξάνουνδιαύλων κανζοδιαζεπίνες

ι ς

A) ή υ μ-αι αι αι

α--ς -ς -ς ι--2 ς. οι --ς ς

A, ς α ν αι ς

107

και επιπλέον μπορούν να αυξάνουν τη συγγένεια σύνδεσης για τις βενζοδιαζεπίνες. Βαρβιτουρικά, όπως η φαινοβαρβιτάλη και άλλα ανάλογα, χρησιμοποιούνται ευρέως ως ηρεμιστικά και αντιεπιλη-πτικά φάρμακα.

Yπάρχουν πολλά συνθετικά ανάλογα των βενζοδιαζεπινών, ορισμένα από τα οποία συμπερι-φέρονται ως συναγωνιστικοί ανταγωνιστές των κλασικών βενζοδιαζεπινών (φλουμαζενίλη). Εκτοπί-ζουν τις βενζοδιαζεπίνες από τα σημεία σύνδεσης και χρησιμοποιούνται για να άρουν την κατασταλ-τική τους δράση. Άλλα ανάλογα των βενζοδιαζεπινών μειώνουν την είσοδο των ιόντων Cl-, την οποία προκαλεί το GABA, επειδή ελαττώνουν τη συχνότητα διάνοιξης των διαύλων Cl-. Τα φάρμακα αυτά χαρακτηρίζονται ως «αντίστροφοι αγωνιστές» και προκαλούν άγχος, σπασμούς και διέγερση. Ορι-σμένες βενζοδιαζεπίνες επενεργούν ως «ατελείς αγωνιστές» ή «ατελείς αντίστροφοι αγωνιστές» και διαθέτουν περιορισμένη αποτελεσματικότητα σε σύγκριση με τους «πλήρεις αγωνιστές». 4.2. Πυρηνικοί Υποδοχείς - Mεταγραφικοί παράγοντες.

Έχει εκτιμηθεί πως περίπου ένα ποσοστό 10-15% των εγκεκριμένων φαρμάκων από τον FDA δρα μέσω των πυρηνικών υποδοχέων. Aυτή η οικογένεια υποδοχέων εμφανίζει δράση μεταγραφικών παραγόντων στον πυρήνα και αποτελείται από 48 μέλη στον άνθρωπο. Σε αυτήν την οικογένεια περι-λαμβάνονται οι υποδοχείς των στεροειδών ορμονών δηλαδή, οι υποδοχείς των οιστρογόνων (Estro-gen Receptor, ER), της προγεστερόνης (Progesterone Receptor, PR), των ανδρογόνων (Androgen Re-ceptor, AR), των αλατοκορτικοειδών (Mineralocorticoid Receptor, MR) και των γλυκοκορτικοειδών (Glucocorticoid Receptor, GR). Aγωνιστές των GR χρησιμοποιούνται ως αντιφλεγμονώδη φάρμακα (πρεδνιζόνη, πρεδνιζολόνη), ανταγωνιστές των MR ως διουρητικά (σπιρονολακτόνη), αγωνιστές των ER (αιθυνυλοιστραδιόλη, μεστρανόλη) και PR (λεβονοργεστρέλη, νοραιθινδρόνη) ως αντισυλληπτι-κά και ως ορμονικά υποκατάστατα κατά την εμμηνόπαυση, και ανταγωνιστές των ER (ταμοξιφαίνη) ή AR (φλουταμίδη) στην αντιμετώπιση ορμονοεξαρτώμενων καρκίνων.

Tο 1960 η ομάδα των Jensen και Gorski πρότεινε την ύπαρξη του υποδοχέα των οιστρογόνων ως διαμεσολαβητικού παράγοντα δράσης αυτών των ορμονών. Έκτοτε, οι κυτταρικοί υποδοχείς όλων των στεροειδών ορμονών και οι ισομορφές τους έχουν χαρακτηρισθεί πλήρως και ανήκουν στον τύπο Ι της οικογένειας των πυρηνικών υποδοχέων. Εκτός της ομάδας των υποδοχέων στεροειδών ορμονών, άλλοι πυρηνικοί υποδοχείς που αποτελούν στόχους της δράσης φαρμάκων είναι οι υποδοχείς AHR (υποδοχέας αρυλ-υδρογονανθράκων, Aryl Hydrocarbon Receptor), CAR (συστατικός υποδοχέας αν-δροστάνιου, Constitutive Androstane Receptor), PXR (υποδοχέας Χ πρεγνανίου, Pregnane X Recep-tor), FXR (υποδοχέας Χ φαρνεσοειδών, Farnesoid X Receptor), PPAR (υποδοχείς που ενεργοποιούν τον πολλαπλασιασμό των υπεροξυσωμάτων, Peroxisome Proliferator-Activated Receptor), RAR (υ-ποδοχείς ρετινοϊκού οξέος, Retinoic Acid Receptor), RXR (υποδοχείς Χ ρετινοειδών, Retinoid X Re-ceptor) και LXR (υποδοχέας Χ ήπατος, Liver X Receptor, σημειώνεται εδώ ότι το γράμμα X στην ονοματοδοσία αυτών των υποδοχέων συχνά αναφέρεται στον όρο “xenobiotic”). Οι υποδοχείς αυτοί μαζί με τους υποδοχείς των θυρεοειδικών ορμονών (TR, Thyroid hormone Receptor) και της βιταμί-νης D (VDR, Vitamin D Receptor) ανήκουν στον τύπο ΙΙ των πυρηνικών υποδοχέων.

Για τους περισσότερους από τους υποδοχείς τύπου ΙΙ έχουν ταυτοποιηθεί περισσότερες από μια ισομορφές που συνήθως εμφανίζουν ιστοειδική έκφραση, ενώ δεν είναι πλήρως διευκρινισμένοι οι ενδογενείς φυσιολογικοί αγωνιστές τους. Π.χ., φυσιολογικοί αγωνιστές των FXR φαίνεται να είναι ορισμένα χολικά οξέα, των LXR οι οξυστερόλες, των PXR μεταβολικά προϊόντα της χοληστερόλης μέσω του κυτοχρώματος CYP3 και των PPAR παράγωγα εικοσανοειδών και λιπαρών οξέων. Επιπλέ-ον, οι υποδοχείς AHR, CAR και PXR φαίνεται να δρουν κυρίως ως υποδοχείς ξενοβιοτικών και είναι υπεύθυνοι για την επαγωγή της έκφρασης των κυτοχρωμάτων P450 από φάρμακα όπως η ομεπραζό-λη, η φαινοβαρβιτάλη και η ριφαμπικίνη, αντίστοιχα. Συγκεκριμένα, ο υποδοχέας CAR φαίνεται να ελέγχει την έκφραση πολλών κυτοχρωμάτων P450, όπως τα CYP2B6, CYP2C9, CYP3A4, ένζυμα της φάσης ΙΙ (GSTs, UGTs, και SULTs), και μεταφορείς φαρμάκων και ξενοβιοτικών. Οι υποδοχείς PPARα και PPARγ αποτελούν στόχους σημαντικών ομάδων φαρμάκων, όπως οι φιβράτες και οι γλι-ταζόνες, που χρησιμοποιούνται ως αντιυπερλιπιδαιμικά και αντιδιαβητικά, αντίστοιχα. Οι υποδοχείς RAR και RXR αποτελούν τους κύριους υποδοχείς της βιταμίνης Α και των παραγώγων της. Οι RAR

108

δεσμεύουν με υψηλή συγγένεια (και ενεργοποιούνται από) το all-trans-ρετινοϊκό οξύ και το 9-cis-ρετινοϊκό οξύ, ενώ οι υποδοχείς RXR μόνο από το 9-cis-ρετινοϊκό οξύ. Ωστόσο, οι RARs και οι RXRs ανήκουν σε διαφορετικούς υποτύπους και η δράση των υποδοχέων RXR φαίνεται να περιλαμ-βάνει κυρίως τον σχηματισμό ετεροδιμερών με άλλους πυρηνικούς υποδοχείς τύπου ΙΙ. Είναι πλέον αποδεκτό ότι σε μεγάλο βαθμό οι δράσεις των TR, RAR, VDR, PPAR, LXR, FXR, PXR και CAR απαιτούν την παρουσία των RXR και το σχηματισμό ετεροδιμερών.

Το μοντέλο που περιγράφει τη δράση των ετεροδιμερών RXR με άλλους υποδοχείς τοποθετεί το ετεροδιμερές στον πυρήνα να δρα ως μεταγραφικός καταστολέας απουσία αγωνιστών. Σε αυτήν την κατάσταση το ετεροδιμερές σύμπλοκο προσδένεται στις απαντητικές αλληλουχίες DNA που βρί-σκονται στην περιοχή των εκκινητών των γονιδίων-στόχων, αλλά απουσία αγωνιστή αλληλεπιδρά και με συν-κατασταλτικές πρωτεΐνες (co-repressors) που ενεργοποιούν απακετυλάσες των ιστονών και αναστέλλουν το ξετύλιγμα της χρωματίνης και τη μεταγραφή. Παρουσία αγωνιστών των πυρηνικών υποδοχέων (π.χ., σύνδεση του all-trans-ρετινοϊκού οξέoς στον RAR ενός ετεροδιμερούς RAR-RXR ή σύνδεση της τριιωδοθυρονίνης (Τ3) στον ΤR ενός ετεροδιμερούς TR-RXR), το ετεροδιμερές αλλάζει διαμόρφωση που επιτρέπει την αλληλεπίδραση με συν-ενεργοποιητικές πρωτεΐνες (co-activators), μεταξύ των οποίων και ακετυλοτρανσφεράσες των ιστονών οι οποίες διευκολύνουν το ξετύλιγμα της χρωματίνης και επιτρέπουν τη μεταγραφή των γονίδιων-στόχων. Σε κάθε περίπτωση, η εξειδίκευση ως προς τα γονίδια που θα εκφραστούν ορίζεται από το είδος των απαντητικών αλληλουχιών DNA των εκκινητών τους και από τον συν-υποδοχέα του ετεροδιμερούς. Π.χ., το ετεροδιμερές RAR-RXR θα δράσει σε απαντητικές αλληλουχίες τύπου RARE (Retinoic Acid Response Elements), ενώ το ετε-ροδιμερές TR-RXR σε απαντητικές αλληλουχίες τύπου TRE (Thyroid Response Elements).

Σε αντίθεση με τους υποδοχείς τύπου ΙΙ, οι υποδοχείς των στεροειδών ορμονών ER, PR, AR, MR και GR, εκφράζονται και στο κυτταρόπλασμα των κύτταρων-στόχων των στεροειδών και δρουν συνήθως ως ομοδιμερή. Μελέτες των GR έχουν δείξει ότι σε βασική κατάσταση οι GR σχηματίζουν ανενεργά ολιγομερή κυτοπλασμικά σύμπλοκα με τις πρωτεΐνες θερμικής καταπληξίας (Heat Shock Proteins, Hsp) Hsp90 και Hsp70, και ανοσοφιλίνες όπως, η p59 και οι πρωτεΐνες FKBP52/FKBP51. Στο κλασικό μοντέλο ενεργοποίησης των GR, η πρόσδεση της κορτιζόλης (υδροκορτιζόνη), της κορ-τικοστερόνης ή άλλων αγωνιστών, όπως η δεξαμεθαζόνη, στον GR, οδηγεί σε αποδέσμευση των ρυθμιστικών πρωτεϊνών και απελευθέρωση του ενεργού μονομερούς συμπλόκου GR-αγωνιστή. Το ενεργό μονομερές σχηματίζει ομοδιμερή GR-GR, τα οποία μεταφέρονται στον πυρήνα μέσω των πυ-ρηνικών πόρων και συνδέονται με τις απαντητικές αλληλουχίες GRE (Glucocorticoid Response Ele-ments) στους εκκινητές των γονιδίων-στόχων . H συνήθης μορφή των GRE είναι μια ατελώς παλλίν-δρομη αλληλουχία 15 βάσεων που περιλαμβάνει δύο ημιτελείς, αλλά πλήρως παλλίνδρομες αλληλου-χίες 6 βάσεων του τύπου 5΄-AGAACA ΝΝΝ TGTTCT-3΄, όπου Ν είναι οποιαδήποτε βάση. Κάθε μονομερές GR του ομοδιμερούς αναγνωρίζει και δεσμεύεται σε μια από τις δύο αλληλουχίες των 6 βάσεων μέσω μιας κεντρικής περιοχής που σχηματίζει δυο υποδομές δακτύλων ψευδαργύρου (Zn fingers) και αποτελεί την περιοχή σύνδεσης με το DNA (DBD, DNA-Binding Domain). H πρόσδεση του αγωνιστή επιτυγχάνεται μέσω μιας C-τελικής περιοχής που καλείται LBD (Ligand-Binding Do-main), ενώ η Ν-τελική περιοχή των GR είναι υπεύθυνη για τη μεταγραφική ρύθμιση μέσω μιας περι-οχής AF1 (Activation Function 1).

Πρέπει να σημειωθεί ότι δεν είναι πάντα ενεργοποιητική η μεταγραφική δράση των GR (και γενικότερα των πυρηνικών υποδοχέων). Ένα κλασικό παράδειγμα είναι η καταστολή της μεταγραφής του γονιδίου POMC (προ-οπιομελανοκορτίνη) από τους GR, η οποία αποτελεί σημαντικό στοιχείο της ανάδρομης αρνητικής ρύθμισης στον άξονα υποθαλάμου-υπόφυσης-επινεφριδίων από τα γλυκο-κορτικοειδή. Επιπλέον οι GR επιφέρουν κατασταλτική δράση στην έκφραση γονιδίων που σχετίζο-νται με φλεγμονώδεις αντιδράσεις, όπως η κυκλοξυγενάση 2, η επαγόμενη συνθάση του NO και ορι-σμένες κυτταροκίνες. Στις περιπτώσεις αυτές η μεταγραφική καταστολή επέρχεται μέσω παρεμπόδι-σης της δράσης άλλων μεταγραφικών παραγόντων, όπως οι AP1 και NF-κΒ με τους οποίους ο ενερ-γοποιημένος GR συνδέεται ευθέως και αναστέλλει. Αυτός ο μηχανισμός δράσης είναι ένας από τους κύριους λόγους της αποτελεσματικότητας των κορτικοστεροειδών φαρμάκων στην αντιμετώπιση φλεγμονωδών καταστάσεων.

Τέλος, οι υποδοχείς των στεροειδών ορμονών φαίνεται να έχουν και εξω-γονιδιωματικές δράσεις. Είναι χαρακτηριστικό ότι η επίδραση οιστρογόνων, προγεσταγόνων και γλυκοκορτικοειδών

109

προκαλεί, σε ορισμένες περιπτώσεις, κυτταρικές αποκρίσεις που λαμβάνουν χώρα μέσα σε μερικά λεπτά και δεν απαιτούν αλλαγές στην έκφραση γονιδίων. Π.χ., τα γλυκοκορτικοειδή μέσω των GR αναστέλλουν άμεσα τη δραστικότητα της κυτταροπλασματικής φωσφολιπάσης Α2 και την απελευθέ-ρωση του αραχιδονικού οξέος, δύο όψεις που σχετίζονται με τη γενικότερη αντιφλεγμονώδη δράση τους, ωστόσο δεν προκύπτουν μέσω μεταγραφικής ρύθμισης. Επιπλέον, τα οιστρογόνα διεγείρουν τους νευρώνες του προ-οπτικού πυρήνα του εγκεφάλου ή τα κύτταρα GH3 της υπόφυσης, με μικρό λανθάνοντα χρόνο. Σε αυτές τις περιπτώσεις έχει υποστηριχθεί ότι οι υποδοχείς των στεροειδών ορ-μονών αλληλεπιδρούν με μεμβρανικούς υποδοχείς αυξητικών παραγόντων ή υποδοχείς τύπου GPCR ή/και με κυτταροπλασματικές κινάσες (όπως οι Src, MAPK, PKA, PKC) άλλων σηματοδοτικών μο-νοπατιών. Ανάλογες παρατηρήσεις έχουν διατυπωθεί και για άλλους πυρηνικούς υποδοχείς, ωστόσο η γενικότερη συνεισφορά τέτοιων εξω-γονιδιωματικών μηχανισμών στη δράση των φαρμάκων που δρουν μέσω των πυρηνικών υποδοχέων δεν έχει διευκρινιστεί. 4.3 Μεμβρανικοί υποδοχείς που συζεύγνυνται με πρωτεΐνες G.

Όπως αναφέρθηκε και στην Εισαγωγή, η κατηγορία αυτή είναι η σημαντικότερη ομάδα υπο-δοχέων από φαρμακολογική άποψη, η οποία χρησιμοποιείται, επίσης, από πληθώρα φυσιολογικών ενδογενών αγωνιστών. Χαρακτηριστικά, νευροδιαβιβαστές όπως η ακετυλοχολίνη το γλουταμικό, το GABA και η σεροτονίνη επιδρούν σε δύο είδη υποδοχέων: τους “ιοντοτροπικούς” και τους “μεταβο-τροπικούς”. Οι ιοντοτροπικοί είναι ιοντικοί δίαυλοι, όπως οι nAChRs και οι GABAA που συζητήθη-καν στα προηγούμενα κεφάλαια, οι οποίοι επιφέρουν άμεσες αλλαγές στη διεγερσιμότητα των μετα-συναπτικών νευρώνων. Οι μεταβοτροπικοί είναι υποδοχείς τύπου GPCR, οι οποίοι επιφέρουν μικρό-τερης έντασης αλλαγές και σε μεγαλύτερο χρονικό διάστημα στη διεγερσιμότητα των μετασυναπτι-κών νευρώνων και συνήθως έχουν ρυθμιστικό ρόλο στη νευροδιαβίβαση. Οι υποδοχείς της αδρεναλί-νης, της νοραδρεναλίνης, της ντοπαμίνης, της ισταμίνης και η πλειονότητα των υποδοχέων της σερο-τονίνης είναι όλοι μεταβοτροπικοί υποδοχείς τύπου GPCR που ρυθμίζουν το συμπαθητικό και παρα-συμπαθητικό τόνο του αυτόνομου νευρικού συστήματος, τη λειτουργία ενδοκρινών και εξωκρινών αδένων και τη νευροδιαβίβαση στο ΚΝΣ (βλ. Κεφάλαιο «Φάρμακα και Νευροδιαβίβαση»).

Όλοι οι GPCR εμφανίζουν μια χαρακτηριστική δομή που αποτελείται από ένα εξωκυττάριο Ν-τελικό τμήμα μεταβλητού μεγέθους, 7 διαμεμβρανικές περιοχές που συνδέονται με 3 εξωκυττάριες και 3 ενδοκυττάριες θηλιές και ένα κυτταροπλασματικό C-τελικό άκρο, επίσης μεταβλητού μεγέθους (Σχήμα 5.3). Λόγω της παρουσίας των 7 χαρακτηριστικών διαμεμβρανικών περιοχών με δομή α-έλικας οι υποδοχείς αυτοί συχνά αναφέρονται στη βιβλιογραφία και ως επταδιαμεμβρανικοί υποδο-χείς (7TMRs, 7-transmembrane region receptors) ή επταελικοειδείς υποδοχείς (heptahelical receptors) ή ως “serpentine” receptors (σημειώνεται εδώ ότι ο αγγλικός όρος αναφέρεται στην ερπετοειδή μορ-φή).

Σχήμ

χείς σε ααριθνείς GPRέρευλογιφέρεκαι θαλαπαραιδιοπσης σης,κριμέκκρπτυχ

ότι εμεγατουςνα αμικρσυζεΛόγενός(Glu5 μετων περιτου που

μα 5.3. Τοπολ

Συνολικτύπου GPC

αισθητικούς νθμός υποδοχέαγωνιστές τ

RXX, όπου Gυνα στην αποικών στόχωνεται ο υποδοοι ενδογενείαμική ρύθμιαγωγής. Μετπαθούς υπογκατά την εφ

, και ως FFAμένος υποδοχρισης ινσουλχθεί και εξετ

Η φυλογεμφανίζουν μαλύτερη ομος. Αυτές οι δαναγνωρίζουνρά πτητικά μεύγνυνται μεγω του μεγάλς συστήματαutamate – Rhεγάλες οικογ

GPCR τύποιλαμβάνει όλGABA (υποκαλείται πε

λογία των υποδ

κά έχουν ταυR. Μεγάλοςνευρώνες καέων είναι “οτους. H συστGPR αντιστοο-ορφανοποίν, αλλά και σοχέας GPR54ίς αγωνιστές ση της έκκρταλλάξεις στγοναδοτροπικφηβεία. Ένα άAR1 (Free Faχέας GPCR λίνης από ελεάζονται για τγενετική ανάμικρή ομοιότοιότητα στις διαφορές αντν εκλεκτικά μόρια μέχρι ε ένα περιορλου αριθμούα ταξινόμησηhodopsin – Aγένειες των Gου frizzled καλους τους μετοδοχείς GABεριοχή VFD

δοχέων GPCR

υτοποιηθεί πεαριθμός αυτ

αι ελέγχουν αορφανοί”, δηλτηματική ονοοιχεί στο G-pίηση τέτοιωνστη διευκρίν4 (γνωστός, ετου, οι πεπτ

ρισης της Gnτο γονίδιο τοκού (υποθαλάλλο ενδεικτatty Acid Reφαίνεται ναεύθερα λιπαρτην αντιμετώάλυση και σύτητα στην αμδιαμεμβραντιστοιχούν σένα ευρύ πλβιογενείς αμρισμένο αριθύ και της πολης. Το σύστ

Adhesion – FGPCR του γλαι των GPCRταβοτροπικο

BAB) και χαρ(Venus Flyt

110

R και η σηματο

ερίπου 900 γτών των γοναισθήσεις όπλαδή δεν έχοοματολογία τprotein recepν υποδοχέωννιση της παθεπίσης, και μτιδικές κισπε

nRH και γενιου GPR54 ήλαμικού) υποτικό παράδειeceptor 1, υπα είναι υπεύρά οξέα. Ατεώπιση του διαύγκριση τωνμινοξική αλλνικές περιοχστην εξελικτλήθος αγωνισμίνες, μικρά θμό τελεστώνλυλοκότηταςτημα που φαFrizzled/tasteλουταμικού οR της σεκρεούς υποδοχείρακτηρίζεταιtrap Domain

οδοτική τριάδα

γονίδια στοννιδίων αντιστπως η όσφρηουν διευκριντέτοιων υποδ

ptor και XX εν έχει συνεισθογένειας οριμε τα ονόματεπτίνες (kissικότερα στη ή της κισπεπογοναδισμούιγμα αποτελεποδοχέας ελεθυνος για τοελείς ή πλήραβήτη τύπουν αμινοξικώνληλουχία τουχές και στο Cτική δυνατότστών ετερόκλπεπτίδια καν για την ενδς των GPCRαίνεται να ε

e2 – Secretinοξέος, της ροετίνης. H οικίς του γλουται από μία ογκn) και περιέχ

α υποδοχέας-π

ν άνθρωπο πτοιχεί σε υποηση και η γεύνιστεί ακόμηδοχέων έχει είναι ο αύξονσφέρει στην αισμένων ασθτα AXOR12,peptins) πουνευροενδοκ

πτίνης είναι υπου οδηγούεί ο υποδοχέεύθερων λιπαον έλεγχο τηεις αγωνιστέυ 2. ν αλληλουχιώυ εξωκυττάρC-τελικό κυητα της υπελητης φύσηςαι μεγάλες γλδοκυτταρική

R έχουν αναπεπικρατεί είνn). Αυτό το αοδοψίνης, τωκογένεια των αμικού οξέοςκώδη εξωκυχει τις θέσεις

πρωτεΐνη G-τε

που κωδικοποοδοχείς που ύση. Επίσηςη οι φυσιολογακολουθήσεντας αριθμόςανάδειξη νέωθενειών. Ενδ, hOT7T75, υ συμμετέχουκρινική ρύθμυπεύθυνες γύν σε διαταραέας GPR40, γαρών οξέων ης γλυκοζο-ές του GPR4

ών των GPCριου τμήματόυτταροπλασμεροικογένειας και μεγέθουγλυκοπρωτεΐνή μετάδοση τπτυχθεί περιναι το σύστακρωνύμιο πων GPCR πρν GPCR του ς (υποδοχείς υττάρια Ν-τεις πρόσδεσης

ελεστής

οιούν υποδοεκφράζοντας, σημαντικόςγικοί ενδογεει τον κανόνας. Η εντατικήων φαρμακοδεικτικά ανακαι KISS1Rυν στην υπομιση της αναγια σύνδρομααχές ωρίμανγνωστός, επί1). Ο συγκεεξαρτώμενης

40 έχουν ανα

CR έχει δείξεός τους, αλλάματικό τμήμας των GPCRυς (από πολύνες) αλλά νατου σήματοςισσότερα τουημα GRAFSεριγράφει τιςοσκόλλησηςγλουταμικούmGlu1-8) καλική περιοχής των αγωνι

-αι ς -α ή -α-R)

-α-α -ί--ς α-

ει ά α R ύ α ς. υ S ς ς, ύ αι ή ι-

111

στών. Η οικογένεια της ροδοψίνης είναι η πολυπληθέστερη και αποτελείται από 4 μεγάλες ομάδες υποδοχέων (α-δ) και 13 υπο-ομάδες. Η πλειονότητα των φαρμακολογικά σημαντικών GPCR ανήκει σε αυτήν την οικογένεια με χαρακτηριστικούς εκπρόσωπους τους αδρενεργικούς GPCR τύπου β (3 μέλη: β1, β2 και β3) και α (6 μέλη σε δύο υποτύπους: α1Α, 1B, 1Dκαι α2A-2C). Σε αντίθεση με τους GPCR του γλουταμικού, η θέση πρόσδεσης των αγωνιστών στους αδρενεργικούς GPCR βρίσκεται μέσα στην πλασματική μεμβράνη και σχηματίζεται από τμήματα των διαμεμβρανικών περιοχών των υπο-δοχέων. Αξίζει να αναφερθεί ότι οι α1, α2 και β-αδρενεργικοί υποδοχείς διαφέρουν ως προς την εκλε-κτικότητά τους σε αγωνιστές και ανταγωνιστές, αλλά και στα σηματοδοτικά μονοπάτια που ενεργο-ποιούν. Επιπλέον, η ανάπτυξη φαρμάκων που δρουν εκλεκτικά στους β1 ή β2 υποδοχείς έχει αποδει-χθεί πολύ χρήσιμη στη θεραπευτική, επειδή περιορίζονται οι ανεπιθύμητες ενέργειες από τους πνεύ-μονες, όπου κυριαρχούν οι β2-υποδοχείς, και από την καρδιά, όπου κυριαρχούν οι β1-υποδοχείς. Οι α- και β-αδρενεργικοί υποδοχείς μαζί με τους μουσκαρινικούς υποδοχείς της ακετυλοχολίνης (M1-5), τους υποδοχείς της ντοπαμίνης (D1-5), της ισταμίνης (H1-4) και των εικοσανοειδών, ανήκουν στην ο-μάδα α της οικογένειας της ροδοψίνης. Οι υποδοχείς της αδενοσίνης και του λυσοφωσφατιδικού οξέ-ος ανήκουν στην ομάδα β, ενώ οι υποδοχείς των οπιοειδών, της αγγειοτενσίνης και των χημειοκινών ανήκουν στην ομάδα γ. Η ομάδα δ περιλαμβάνει τους υποδοχείς της θρομβίνης, τους υποδοχείς των γλυκοπρωτεϊνών FSH, LH, TSH και τους υποδοχείς που ρυθμίζουν την όσφρηση. 4.3.1 Η σηματοδοτική τριάδα GPCR-πρωτεΐνη G-τελεστής

Το κύριο χαρακτηριστικό της σηματοδότησης μέσω των GPCR είναι η οργάνωση μιας σημα-τοδοτικής τριάδας που αποτελείται από τον υποδοχέα GPCR, μια πρωτεΐνη τύπου G και έναν τελεστή σε μια ενιαία λειτουργική μονάδα μεταγωγής σήματος (Σχήμα 5.3). Συνήθως ένας υποδοχέας GPCR θα αλληλεπιδράσει με συγκεκριμένη πρωτεΐνη G και το αποτέλεσμα θα είναι η ενεργοποίηση συγκε-κριμένου τελεστή. Οι πρωτεΐνες τύπου G αποτελούνται από 3 υπομονάδες (α, β και γ). Η υπομονάδα α έχει δραστικότητα GTPάσης και σε κατάταση ηρεμίας προσδένει GDP και συνδέεται με τις βγ υπο-μονάδες σε ένα αδρανές τριμερικό σύμπλοκο. Ο τελεστής μπορεί να είναι ένζυμο ή ιοντικός δίαυλος. Το μοντέλο που περιγράφει τη ροή των αντιδράσεων κατά την ενεργοποίηση των GPCR και των πρωτεϊνών G φαίνεται στο Σχήμα 5.4. Η πρόσδεση του αγωνιστή στον GPCR οδηγεί σε αλλοστερική μεταβολή της χωροδιάταξης του υποδοχέα, η οποία επεκτείνεται μέχρι το τμήμα του μορίου του που προβάλλει από την κυτταροπλασματική πλευρά της μεμβράνης. Οι υποδοχείς GPCR αλληλεπιδρούν με τις πρωτεΐνες G μέσω της 2ης και 3ης κυτταροπλασματικής θηλιάς τους σε κατάσταση ηρεμίας. Η αλλοστερική μεταβολή από την πρόσδεση του αγωνιστή οδηγεί σε αλλαγή στη διαμόρφωση της α-υπομονάδας, με αποτέλεσμα την ανταλλαγή του GDP με GTP στην υπομονάδα α και τη διάσπαση του τριμερούς συμπλόκου σε δύο ενεργές σηματοδοτικά οντότητες, την υπομονάδα α-GTP και τις υπομονάδες βγ. Ανάλογα με τον τύπο της πρωτεΐνης G που έχει ενεργοποιηθεί, οι υπομονάδες α-GTP και βγ αλληλεπιδρούν με τους αντίστοιχους τελεστές τους (Σχήμα 5.4). Τέλος, ο κύκλος σηματοδό-τησης ολοκληρώνεται με την υδρόλυση του GTP σε GDP από την υπομονάδα α, τον επανασχηματι-σμό του αδρανούς τριμερούς αβγ και την επανασύνδεση με τον υποδοχέα. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ενδογενής δραστικότητα GTPάσης των υπομονάδων α, που καθορίζει και το ρυθμό υδρόλυσης του συνδεόμενου GTP σε GDP, είναι σχετικά χαμηλή αλλά μπορεί να ενεργοποιηθεί από άλλες πρωτεΐνες που καλούνται RGS (Regulators of G-protein Signalling). Συνεπώς, οι πρωτεΐνες RGS δρουν ρυθμι-στικά επιταχύνοντας το ρυθμό απενεργοποίησης των πρωτεϊνών G.

Σχήμκείμε Πρω

ποιηκαι γοριτων ρετικβάλλ

μα 5.4. Κύκλοενο

ωτεΐνες G κα

Οι πρωτηθεί 20 ισομοα13. Λειτουριοποιούνται πρωτεϊνών Gκά γονίδια, ωλονται σε με

ος ενεργοποίησ

αι τελεστές

τεΐνες G χαρορφές των αργικά ωστόσσε 4 ομάδεςG (Gs, Gq/11, ωστόσο θεωρετα-μεταφρα

σης πρωτεϊνών

ακτηρίζονταα-υπομονάδωο, και ανάλος, αs, αq/11, αGi/o, G12/13) (ρείται πως λαστικές τροπ

112

ν G (A) και ρύ

αι ανάλογα μων που ταξινογα με τους αi/ο και α12/13,

(Πίνακας 5.1λειτουργούν ωποποιήσεις μ

ύθμιση τελεστώ

με τις υπομοννομούνται σετελεστές μεοι οποίες αν

1). Οι υπομονως πολύ σταμε λιπιδικές ο

ών (Β). L, πρό

νάδες α που ε 7 οικογένει τους οποίουντιστοιχούν νάδες β και γθερά, μη-αναομάδες (ακυ

όσδεμα. Για λε

περιέχουν. Έιες: αs, αq, αυς αλληλεπιδκαι στις βασγ συντίθεντααστρέψιμα, δυλίωση και π

επτομέρειες βλ

Έχουν ταυτο11, αο, αi, α12

δρούν, κατησικές ομάδεςαι από διαφοδιμερή. Υποπρενυλίωση)

λ.

-2, -ς --

),

113

με αποτέλεσμα τη σταθερή σύνδεση του ετεροδιμερούς βγ με τις μεμβράνες. Μέχρι στιγμής έχουν ταυτοποιηθεί 5 ισομορφές για τις υπομονάδες β και 12 για τις υπομονάδες γ. Οι διάφορες υπομονάδες α αλληλεπιδρούν με συγκεκριμένους, ως επί το πλείστον, τελεστές. Οι υπομονάδες αs ενεργοποιούν την αδενυλική κυκλάση (AC) με αποτέλεσμα την παραγωγή cAMP από ΑTP. Οι υπομονάδες αq/11 ενεργοποιούν τις ισομορφές β της φωσφολιπάσης C των φωσφοϊνοσιτιδίων (PLCβ). Τo αποτέλεσμα είναι η υδρόλυση της 4,5-διφωσφορικής φωσφατιδυλοϊνοσιτόλης (PIP2) της πλασματικής μεμβράνης προς παραγωγή της τριφωσφορικής ινοσιτόλης (IP3) και της διακυλογλυκερόλης (DAG) . Οι υπομο-νάδες αi/ο αναστέλλουν την AC, επομένως μειώνουν τη συγκέντρωση του cAMP (Σχήμα 5.4). Εξαί-ρεση σε αυτή την ομάδα αποτελούν οι υπομονάδες αt1,2 (τρανσδουσίνες, transducins) και η αgust (γευ-στίνη, gustducin), οι οποίες ενεργοποιούν φωσφοδιεστεράσες που υδρολύουν το cGMP και το cAMP, αντίστοιχα. Τέλος, οι υπομονάδες α12/13 φαίνεται να ενεργοποιούν κυρίως μονομερείς GTPάσες της ομάδας των Rho/Rac/Cdc42 με κύριο τελικό αποτέλεσμα την αναδιοργάνωση του κυτταροσκελετού της ακτίνης (Πίνακας 5.1). Οι υπομονάδες βγ, επίσης, έχουν σηματοδοτικό ρόλο, συνήθως λειτουρ-γώντας παράλληλα με τις υπομονάδες α και κυρίως με τις υπομονάδες αi/o. Ωστόσο, δεν έχει διευκρι-νιστεί μέχρι στιγμής κατά πόσο συγκεκριμένες ισομορφές των β και γ υπομονάδων εμφανίζουν εκλε-κτικότητα προς συγκεκριμένους τελεστές. Γενικά, τα διμερή των βγ ενεργοποιούν τελεστές-ένζυμα, όπως η 3-κινάση των φωσφοϊνοσιτιδίων (PI3K). Τo αποτέλεσμα είναι η παραγωγή της 3,4,5-τριφωσφορικής φωσφατιδυλοϊνοσιτόλης (PIP3) από την PIP2 στην πλασματική μεμβράνη. Επίσης, οι υπομονάδες βγ ρυθμίζουν απευθείας τη λειτουργία ιοντικών διαύλων. Οι πιο καλά χαρακτηρισμένες περιπτώσεις αφορούν την αναστολή τασεοεξαρτώμενων διαύλων Ca++ και την ενεργοποίηση διαύλων K+ με το τελικό αποτέλεσμα να είναι η υπερπόλωση του μεμβρανικού δυναμικού (Σχήμα 5.4, Πίνα-κας 5.1). Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτές οι δράσεις των υπομονάδων βγ είναι πολύ σημαντικές φαρ-μακολογικά. Η ρύθμιση διαύλων Ca++ και K+ από τις βγ υπομονάδες είναι ο κύριος λόγος που η επί-δραση αγωνιστών που ενεργοποιούν τους α2-αδρενεργικούς και Μ2-μουσκαρινικούς GPCR (που συν-δέονται με πρωτεΐνες Gi/o) θα προκαλέσει αναστολή της νευροδιαβίβασης στους προσυναπτικούς νευρώνες και μείωση του καρδιακού ρυθμού στην καρδιά, αντίστοιχα.

Πίνακας 5.1.

Ταξινόμηση πρωτεϊνών G και κύριοι τελεστές

ΟΜΑΔΑ

ΥΠΟΜΟΝΑΔΕΣ

ΔΡΑΣΗ

Gs αs αolf

ενεργοποίηση AC διάνοιξη διαύλων Ca++

Gi/ο αi1-i3, αz αοΑ,Β αt1,2 αgust Gβγ

αναστολή AC ενεργοποίηση PDE-cGMP ενεργοποίηση PDE-cAMP διάνοιξη διαύλων K+ αναστολή διαύλων Ca++ ενεργοποίηση PI3K ενεργοποίηση PLCβ1,2,3

Gq/11 αq α11,14,15,16

ενεργοποίηση PLCβ1-4

G12/13 α12,13 ενεργοποίηση παραγόντων ανταλ-λαγής νουκλεοτιδίου των μονομε-ρών GTPασών Rho/Rac/Cdc42

4.3.2.Μηχανισμοί ρύθμισης της σηματοδότησης μέσω των GPCR

114

Σχηματισμός διμερών: Μέχρι πρόσφατα ήταν ευρέως αποδεκτό ότι οι GPCR, σε αντίθεση με άλλους υποδοχείς, όπως οι υποδοχείς αυξητικών παραγόντων, λειτουργούν ως μονομερείς πρωτεΐνες. Ωστόσο, νέα δεδομένα αποδεικνύουν ότι οι GPCR μπορούν να σχηματίζουν ομοδιμερή ή ετεροδιμε-ρή. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως στους μεταβοτροπικούς υποδοχείς του GABA (GABAB), οι λει-τουργικοί υποδοχείς είναι ετεροδιμερή αποτελούμενα από δύο διαφορετικούς υποδοχείς τύπου GPCR, τους GABAB1 και GABAB2. Η θέση πρόσδεσης του GABA τοποθετείται στην εξωκυτάρρια περιοχή VFD του GABAB1, ενώ η αλληλεπίδραση με τις πρωτεΐνες Gi/oλαμβάνει χώρα μέσω των εν-δοκυττάριων θηλιών του GABAB2. Η αλληλεπίδραση μεταξύ GABAB1 και GABAB2 είναι καθαρά αλλοστερικού τύπου. O GABAB2 αυξάνει την συγγένεια του GABAB1 για τους αγωνιστές ενώ, ο GABAB1 διευκολύνει τη σύνδεση του GABAB2 με τις πρωτεΐνες Gi/o. Επίσης, η αλληλεπίδραση μετα-ξύ των GABAB1 και GABAB2 είναι απαραίτητη για να μεταφερθούν οι νεοσυντιθέμενοι υποδοχείς από το ενδοπλασματικό δίκτυο στην πλασματική μεμβράνη.

Η ικανότητα των GPCR να σχηματίζουν λειτουργικά διμερή, όπως είναι αναμενόμενο, αυξά-νει τις δυνατότητες για φαρμακολογική ρύθμιση της σηματοδότησής τους. Oι δυνατότητες αυξάνο-νται εκθετικά αν οι μονομερείς υποδοχείς των διμερών έχουν διαφορετική εξειδίκευση για πρωτεΐνες G ή ακόμη και διαφορετική εξειδίκευση για αγωνιστές ή ανταγωνιστές. Στην οικογένεια της ροδοψί-νης, πράγματι, έχουν αναφερθεί ετεροδιμερή μεταξύ διαφορετικών υποτύπων υποδοχέων, όπως τα ετεροδιμερή των D1- και D2-ντοπαμινεργικών υποδοχέων που έχουν τον ίδιο φυσιολογικό αγωνιστή (τη ντοπαμίνη), αλλά συζεύγνυνται ως μονομερή με διαφορετικές πρωτεΐνες G (Gs και Gi/o, αντίστοι-χα). Επιπλέον, ετεροδιμερή μεταξύ διαφορετικών τύπων υποδοχέων, όπως αυτά των α2-αδρενεργικών με τους μ-υποδοχείς οπιοειδών, συζεύγνυνται με την ίδια πρωτεΐνη G (Gi/o), αλλά ελέγχονται από δι-αφορετικούς αγωνιστές (νοραδρεναλίνη και οπιοειδή, αντίστοιχα). Η έρευνα σε αυτό το πεδίο είναι εντατική, αλλά βρίσκεται ακόμη σε πρώιμη φάση. Π.χ., φαίνεται ότι είναι ακόμη δύσκολο να αξιολο-γηθεί η βιολογική σημασία αυτών των ετεροδιμερών ή το κατά πόσο ο σχηματισμός ετεροδιμερών όντως λαμβάνει χώρα στον ανθρώπινο οργανισμό. Ωστόσο, αρκετές μελέτες δείχνουν ότι μπορεί να είναι σημαντικός όσον αφορά τη δράση ορισμένων φαρμάκων. Άτυπα αντιψυχωτικά, όπως η κλοζα-πίνη και η ρισπεριδόνη, παρουσιάζουν δράση ανταγωνιστή ή αντίστροφου αγωνιστή στους υποδοχείς της σεροτονίνης 5-HT2A που συζεύγνυνται με πρωτεΐνες Gq/11. Ωστόσο, η αντιψυχωτική τους δράση φαίνεται να σχετίζεται με την επίδραση τους σε ετεροδιμερή του 5-HT2A με τους υποδοχείς mGluR2 του γλουταμικού που συζεύγνυνται με πρωτεΐνες Gi/o, ρυθμίζοντας στην ουσία την ισορροπία της ση-ματοδότησης μεταξύ των Gq/11 και Gi/o στον εγκέφαλο.

Απευαισθητοποίηση και Ενδοκύττωση: Η ρύθμιση της σηματοδότησης μέσω των GPCR λαμβάνει χώρα σε πολλαπλά επίπεδα. Ωστόσο, ένας σημαντικός μηχανισμός είναι η τροποποίηση του υποδοχέα μέσω φωσφορυλίωσης και η συνακόλουθη εσωτερίκευση των υποδοχέων μέσω ενδοκύτ-τωσης. Σημαντικό ρόλο σε αυτές τις διαδικασίες παίζουν ειδικές πρωτεϊνικές κινάσες που φωσφορυ-λιώνουν εκλεκτικά τους GPCR (G-protein Receptor Kinases, GRKs). Οι GRK φωσφορυλιώνουν τους ενεργούς GPCR σε κατάλοιπα σερίνης του κυτταροπλασματικού C-τελικού άκρου και δημιουργούν θέσεις αναγνώρισης και πρόσδεσης άλλων πρωτεϊνών όπως οι β-αρρεστίνες (Σχήμα 4). Η πρόσδεση των β-αρρεστινών στους ενεργούς και φωσφορυλιωμένους GPCR λαμβάνει χώρα στις κυτταροπλα-σματικές θηλιές τους και αποκλείει την επανασύνδεση των πρωτεϊνών G στους υποδοχείς για ένα νέο κύκλο ενεργοποίησης. Με αυτήν τη μορφή της “ομόλογης απευαισθητοποίησης” ρυθμίζεται ακα-ριαίως η επίδραση ενός αγωνιστή στην ενδοκυτταρική σηματοδότηση. Με την αποσύνδεση του αγω-νιστή από τον υποδοχέα η διαδικασία επαναευαισθητοποίησης των υποδοχέων ξεκινά με την αποδέ-σμευση των GRK και των β-αρρεστινών, την αποφωσφορυλίωση του GPCR από φωσφατάσες και την επανασύνδεση των πρωτεϊνών G.

Οι β-αρρεστίνες παίζουν ζωτικό ρόλο και στη ρύθμιση του αριθμού των λειτουργικών GPCR στην πλασματική μεμβράνη. Με τη σύνδεση στους GPCR λειτουργούν ως πρωτεϊνικά ικριώματα και προκαλούν τη στρατολόγηση και τον συνεντοπισμό και άλλων πρωτεϊνών στη μεμβράνη, οι οποίες οργανώνουν την ενδοκύττωση. Έτσι, οι αδρανείς GPCR περικλείονται σε ενδοκυτταρικά κυστίδια που συντήκονται με ενδοσώματα και, κάτω από συνθήκες έντονης ή παρατεταμένης ενεργοποίησης, οδηγούνται εν τέλει στα λυσοσώματα, όπου και αποικοδομούνται πρωτεολυτικά. Εναλλακτικά, οι GPCR μπορούν να αποφωσφορυλιωθούν στα ενδοσώματα και να επανατοποθετηθούν στην πλασμα-τική μεμβράνη μέσω του μηχανισμού ανακύκλωσης των ενδοσωμάτων. Προφανώς, η εξισορρόπηση

115

μεταξύ αυτών των δυο διαδικασιών, της ανακύκλωσης και της αποικοδόμησης, ελέγχεται από την ισχύ αλλά και τη διάρκεια δράσης αγωνιστών και ανταγωνιστών. Η ρύθμιση του αριθμού των λει-τουργικών GPCR στην πλασματική μεμβράνη των κυττάρων-στόχων είναι μια πολύ σημαντική φαρ-μακολογική και θεραπευτική παράμετρος στη χρόνια χορήγηση φαρμάκων που δρουν μέσω αυτών των υποδοχέων. 4.3.3.Συστήματα δεύτερων αγγελιοφόρων

Όπως αναφέρθηκε και στην εισαγωγή, η σηματοδότηση μέσω GPCR οδηγεί στην ενεργοποί-ηση των συστημάτων δεύτερων αγγελιοφόρων που ρυθμίζουν ακαριαία τη δραστικότητα ενζύμων (συνήθως κινασών και φωσφοδιεστερασών) και τη συγκέντρωση του κυτταροπλασματικού Ca++. Α-ξίζει να αναφερθεί σε αυτό το σημείο ότι η ενεργοποίηση των συστημάτων δεύτερων αγγελιοφόρων δεν λαμβάνει χώρα μόνο μέσω των GPCR, αλλά και μέσω άλλων κατηγοριών υποδοχέων. Π.χ., εκτός από τις β-ισομορφές της PLC που ενεργοποιούνται από τους GPCR, οι ισομορφές γ της PLC ενεργο-ποιούνται ευθέως από τους υποδοχείς των αυξητικών παραγόντων με δραστικότητα τυροσινικής κι-νάσης. Το αποτέλεσμα και σε αυτήν την περίπτωση είναι το ίδιο: η υδρόλυση της PIP2 της πλασματι-κής μεμβράνης προς IP3 και DAG. Αναλόγως, οι ίδιοι υποδοχείς ενεργοποιούν άλλες ισομορφές της PI3K προς παραγωγή PIP3 από PIP2. Επιπλέον, οι υποδοχείς των ANP και BNP που διαθέτουν ενδο-γενή δραστικότητα γουανυλικής κυκλάσης θα ενεργοποιήσουν το σύστημα του cGMP. Τέλος, το μο-νοξείδιο του αζώτου (ΝΟ) θα δράσει παρακρινικά και θα ενεργοποιήσει, επίσης, τη σύνθεση του cGMP. Η χρήση των ίδιων συστημάτων δεύτερων αγγελιοφόρων από διαφορετικές κατηγορίες υπο-δοχέων συνεισφέρει σημαντικά στους μηχανισμούς ολοκλήρωσης και ρύθμισης της σηματοδότησης, όπως αναφέρθηκε και στην Εισαγωγή του κεφαλαίου. Η γνώση αυτών των μηχανισμών ολοκλήρω-σης είναι, επίσης, σημαντική για την εκτίμηση των θεραπευτικών και τοξικών δράσεων των φαρμά-κων. Παρακάτω θα παρουσιαστούν συνοπτικά οι πιο σημαντικοί δεύτεροι αγγελιοφόροι.

cAMP: Kατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '60, αποδείχθηκε ο σπουδαίος ρόλος του cAMP και της αδενυλικής κυκλάσης (AC) στη σχέση ανάμεσα στις ορμόνες που δρουν σε μεμβρανικούς υποδοχείς και την κυτταρική απάντηση. TocAMP συντίθεται από την AC, η οποία απαντάται σε 10 ισομορφές, από τις οποίες οι 9 είναι μεμβρανικά ένζυμα και η μία είναι διαλυτό κυτταροπλασματικό ένζυμο. Όλες οι μεμβρανικές μορφές της AC (ACI-IX) ενεργοποιούνται από τις αs υπομονάδες των G πρωτεϊνών και, εκτός της ACIX, ενεργοποιούνται και από το διτερπένιο φορσκολίνη, ένα κλασικό ε-ρευνητικό φαρμακολογικό εργαλείο για τη σηματοδότηση μέσω cAMP. Ωστόσο, μόνο ορισμένες μορφές και κυρίως οι ACI,V,VI αναστέλλονται από τις αi/ο. Η συγκέντρωση του cAMP (όπως και του cGMP, που θα συζητηθεί παρακάτω) ρυθμίζεται μέσω υδρόλυσης από φωσφοδιεστεράσες.

Ο κύριος καθοδικός στόχος του cAMP είναι η πρωτεϊνική κινάση A (PKA, Protein Kinase A). Επιπλέον, το cAMP μπορεί να ρυθμίζει (ενεργοποιεί) διαύλους Na+/Ca++ εξαρτώμενους από κυ-κλικά νουκλεοτίδια, ιδιαίτερα στους αισθητικούς νευρώνες της όσφρησης. Μέσω της ενεργοποίησης της PKA και τη φωσφορυλίωση μεταβολικών ενζύμων, διαύλων Ca++ τύπου L αλλά και μεταγραφι-κών παραγόντων, το cAMP ρυθμίζει τη γλυκογονόλυση και γλυκονεογένεση στο ήπαρ, τη διεγερσι-μότητα στο μυοκάρδιο αλλά και τη γονιδιακή μεταγραφή σε πολλούς ιστούς.

IP3 και DAG: Το σύστημα αυτό χαρακτηρίστηκε κατά τη δεκαετία του '80. Αποτέλεσε σημα-ντική εξέλιξη στο πεδίο της σηματοδότησης γιατί η διαλεύκανσή του αποτέλεσε την πρώτη ένδειξη για υποδοχείς που μπορούν να κινητοποιούν παράλληλα τις ενδοκυτταρικές αποθήκες Ca++ και τη φωσφορυλίωση πρωτεϊνών με συνεργιστικό τρόπο. Οι υποδοχείς που λειτουργούν μέσω του συστή-ματος των IP3 και DAG ρυθμίζουν κατά κύριο λόγο τη νευροενδοκρινική έκκριση, τη μυϊκή συστολή και τη νευροδιαβίβαση. Κομβικό σημείο σε αυτό το σύστημα παίζουν οι ειδικές για φωσφοϊνοσιτίδια PLC. Οι ισομορφές PLCβ ενεργοποιούνται από τις αq/11 υπομονάδες των G πρωτεϊνών και υδρολύουν ένα από τα φωσφολιπίδια της πλασματικής μεμβράνης, την PIP2, σε IP3 και DAG. H υδατοδιαλυτή IP3 προσδένεται στους υποδοχείς της στο ενδοπλασματικό δίκτυο, οι οποίοι λειτουργούν ως ελεγχό-μενοι από πρόσδεμα δίαυλοι Ca++. Η διάνοιξή τους από την IP3 έχει ως αποτέλεσμα την εκροή Ca++ από το ενδοπλασματικό δίκτυο και την πολύ μεγάλη αύξηση της συγκέντρωσής του στο κυτταρόπλα-σμα. Σε αυτήν την περίπτωση το Ca++ δρα ως ένας επιπλέον δεύτερος αγγελιοφόρος. Η συγκέντρωση του κυτταροπλασματικού Ca++ ρυθμίζεται πολύ στενά από ΑΤΡ-εξαρτώμενες αντλίες που συσσωρεύ-

116

ουν Ca++ στις ενδοκυτταρικές αποθήκες του ενδοπλασματικού/σαρκοπλασματικού δικτύου, αλλά και από διαύλους Ca++ της πλασματικής μεμβράνης. Το Ca++ μέσω συμπλοκοποίησης με την καλμοδου-λίνη ενεργοποιεί συγκεκριμένες πρωτεϊνικές κινάσες (πρωτεϊνικές κινάσες εξαρτώμενες από το σύ-μπλοκο Ca++ /καλμοδουλίνης, Calcium/Calmodulin-Dependent Protein Kinases, CaMKs). Επιπλέον, τo σύμπλοκο Ca++ /καλμοδουλίνης ρυθμίζει τη δραστικότητα και άλλων ενζύμων, όπως η συνθάση του μονοξειδίου του αζώτου (σύστημα του ΝΟ), η κινάση της ελαφριάς αλυσίδας της μυοσίνης (μυϊ-κή συστολή), και η κινάση της φωσφορυλάσης του γλυκογόνου (μεταβολισμός γλυκογόνου).

Παράλληλα, η παραγωγή DAG από την υδρόλυση της PIP2 στην πλασματική μεμβράνη σε συνεργασία με την αύξηση τής συγκέντρωσης τού κυτταροπλασματικού Ca++ ενεργοποιεί μια άλλη ομάδα πρωτεϊνικών κινασών, τις πρωτεϊνικές κινάσες C (Protein Kinase C, PKC). Η φωσφορυλίωση διαύλων, υποδοχέων GPCR καθώς και μεταγραφικών παραγόντων από τις PKC και τις CaMK αποτε-λεί τον βασικό μηχανισμό περαιτέρω σηματοδότησης μέσω του συστήματος των IP3 και DAG.

H ρύθμιση της συγκέντρωσης των IP3 και DAG επιτυγχάνεται μέσω βιοχημικών οδών που αφενός τις διασπούν και αφετέρου αναπληρώνουν την υδρολυθείσα PIP2. Έτσι, ηIP3, αφού δράσει στους υποδοχείς της, αποφωσφορυλιώνεται από ειδικές φωσφατάσες προς ινοσιτόλη, ενώ η DAG φωσφορυλιώνεται από μια ειδική κινάση προς φωσφατιδικό οξύ. Αυτές οι δύο ενώσεις χρησιμοποι-ούνται για τη βιοσύνθεση του φωσφολιπιδίου φωσφατιδυλοϊνοσιτόλη, η οποία είναι και η πρόδρομη ένωση της PIP2. Τα μονοπάτια αυτά είναι πολύ δυναμικά και λειτουργούν παράλληλα με την ενεργο-ποίηση της PLCβ, με αποτέλεσμα τη συνεχή αναπλήρωση της δεξαμενής της μεμβρανικής PIP2 που υδρολύεται.

PIP3: Το σύστημα αυτό πρωτοανακαλύφθηκε κατά τη δεκαετία του '90 όταν διαπιστώθηκε ότι ενδογενείς αγωνιστές που δρουν σε GPCR μέσω πρωτεϊνών Gi/o ενεργοποιούν μια ειδική για φω-σφοϊνοσιτίδια λιπιδική κινάση (PI3K), η οποία φωσφορυλιώνει την PIP2 σε PIP3. Παράλληλα, το ίδιο παρατηρήθηκε και για αγωνιστές που δρουν σε υποδοχείς με δραστικότητα τυροσινικής κινάσης. Σε αντίθεση με την PIP2, η οποία αποτελεί σταθερό συστατικό της πλασματικής μεμβράνης, η PIP3 βρί-σκεται σε πολύ χαμηλές, μη-ανιχνεύσιμες, ποσότητες στη μεμβράνη σε κατάσταση ηρεμίας και δεν είναι υπόστρωμα των PLC. Η απότομη αύξηση των επιπέδων της PIP3 μετά την επίδραση αγωνιστών αποτελεί σήμα για συγκεκριμένες κυτταροπλασματικές πρωτεΐνες, οι οποίες αναγνωρίζουν εκλεκτικά αυτό το φωσφολιπίδιο, και προσκολλώνται στην πλασματική μεμβράνη, με τελικό αποτέλεσμα την καταλυτική ενεργοποίησή τους. Οι πρωτεΐνες αυτές περιλαμβάνουν ένα ευρύ πλήθος πρωτεϊνικών κινασών, φωσφολιπασών και άλλων ενζύμων που ρυθμίζουν μονομερείς GTPάσες της ομάδας των Rho/Rac/Cdc42. Πρωτεϊνικές κινάσες όπως οι PKB/Akt, οι οποίες ενεργοποιούνται ευθέως από την PIP3, φωσφορυλιώνουν άλλες πρωτεΐνες-ένζυμα και μεταγραφικούς παράγοντες και μέσω καθοδικών σηματοδοτικών μονοπατιών ρυθμίζουν εντέλει λειτουργίες όπως ο χημειοτακτισμός, ο μεταβολισμός, ο κυτταρικός κύκλος και η κυτταρική επιβίωση.

Τα επίπεδα της PIP3 ρυθμίζονται από μια ειδική 3-φωσφατάση, η οποία αποφωσφορυλιώνει την PIP3 σε PIP2 τερματίζοντας τη σηματοδότηση. Η ζωτική φυσιολογική σημασία αυτού του συστή-ματος φαίνεται από το γεγονός ότι απενεργοποιητικές μεταλλάξεις της ειδικής για PIP3 3-φωσφατάσης είναι υπεύθυνες για νευροαναπτυξιακά σύνδρομα που συνοδεύονται από προδιάθεση για την ανάπτυξη νεοπλασιών. Καθοδικοί στόχοι της PIP3 και κυρίως πρωτεϊνικές κινάσες που συμ-μετέχουν στη σηματοδότηση μέσω της PKB/Akt αποτελούν προσφιλείς στόχους για ερευνητική ανά-πτυξη νέων φαρμάκων σήμερα.

cGMP: Κατ αναλογία με το σύστημα του cAMP, οι γουανυλικές κυκλάσες (GC) χρησιμοποι-ούν ως υπόστρωμα το GTP για να συνθέσουν cGMP. Η παραγωγή του cGMP ρυθμίζεται από υποδο-χείς που διαθέτουν δραστικότητα γουανυλικής κυκλάσης, όπως οι υποδοχείς των ANP και BNP, αλλά και από διαλυτές GC, οι οποίες ενεργοποιούνται από το NO. Ειδικά στα ραβδία, η συγκέντρωση του cGMP ρυθμίζεται κυρίως από μια φωσφοδιεστεράση, η οποία ενεργοποιείται από τη ροδοψίνη και τις πρωτεΐνες Gt. H παρουσία του cGMP σε επαρκή κυτταροπλασματική συγκέντρωση στα ραβδία εξα-σφαλίζει τη διατήρηση ανοιχτών διαύλων Na+. H ελάττωση επομένως των επιπέδων του προκαλεί κλείσιμο των διαύλων, διακοπή της εισροής νατρίου και τελικώς υπερπόλωση του δυναμικού της μεμβράνης των ραβδίων.

Το cGMP είναι ένας από τους βασικούς δεύτερους αγγελιοφόρους που προάγει τη χάλαση των λείων μυϊκών ινών και ενεργοποιεί τις εξαρτώμενες από cGMP κινάσες (Protein Kinase G, PKG)

117

και ορισμένους τύπους φωσφοδιεστερασών (PDE) που απενεργοποιούν τη σηματοδότηση μέσω των cAMP και cGMP. Οι PKG φαίνεται να επάγουν τη μυϊκή χάλαση ευθέως, ρυθμίζοντας μέσω φωσφο-ρυλίωσης τη δραστικότητα της φωσφατάσης της ελαφριάς αλυσίδας της μυοσίνης, αλλά και εμμέσως, επιδρώντας σε άλλα συστήματα δεύτερων αγγελιοφόρων. Π.χ., οι PKG φωσφορυλιώνουν και ανα-στέλλουν τη δράση τασεοεξαρτώμενων διαύλων Ca++ της πλασματικής μεμβράνης, αλλά παράλληλα αναστέλλουν και την επαγόμενη από IP3 κινητοποίηση των ενδοκυτταρικών αποθηκών του Ca++.

Διάφορες ομάδες φαρμάκων επιδρούν στο σύστημα του cGMP στις λείες μυϊκές ίνες. Ανα-στολείς των ισομορφών PDE3 (όπως η θεοφυλλίνη) χρησιμοποιούνται στην αντιμετώπιση του ά-σθματος και αναστολείς των ισομορφών PDE5 (σιλδεναφίλη) στην αντιμετώπιση της στυτικής δυσ-λειτουργίας. Όλοι οι αναστολείς των PDE έχουν ως τελικό αποτέλεσμα την αύξηση των επιπέδων του cGMP (ή/και του cAMP, ανάλογα με την ισομορφή της PDE). Επιπλέον, τα οργανικά νιτρώδη, όπως η νιτρογλυκερίνη και το νιτροπρωσσικό νάτριο, δρουν μέσω του συστήματος του NO και ενεργοποι-ούν τη διαλυτή GC προς αύξηση του cGMP. Φάρμακα που λειτουργούν μέσω αυτού του μηχανισμού χρησιμοποιούνται ευρέως σε ασθενείς με στεφανιαία νόσο, για την πρόληψη και την αντιμετώπιση των στηθαγχικών κρίσεων. Είναι προφανές ότι οι αναστολείς των PDE και τα οργανικά νιτρώδη εμ-φανίζουν συνέργεια στη ρύθμιση των επιπέδων του cGMP. Ασθενείς που λαμβάνουν συγχρόνως νι-τρογλυκερίνη και σιλδεναφίλη μπορεί να εμφανίσουν τοξική αλληλεπίδραση, από την υπέρμετρη αύ-ξηση του cGMP που θα οδηγήσει σε έντονη αγγειοδιαστολή και οξεία πτώση της αρτηριακής πίεσης (κυκλοφορική καταπληξία).

Μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ): Το σύστημα αυτό δεν εμπλέκεται ευθέως στη σηματοδότηση μέσω GPCR αλλά αλληλεπιδρά σημαντικά με τα συστήματα δευτέρων αγγελιοφόρων. Ήδη αναφέρ-θηκε η αλληλεπίδραση του ΝΟ με το σύστημα του cGMP, όπου το ΝΟ ενεργοποιεί τη διαλυτή GC. Επιπλέον, η παραγωγή του ΝΟ ρυθμίζεται από το σύστημα των IP3 και DAG μέσω του συμπλόκου Ca++/καλμοδουλίνης, το οποίο ενεργοποιεί την συνθάση του ΝΟ (NOS). Έχουν ταυτοποιηθεί 3 μορ-φές της NOS, η νευρωνική NOS (nNOS), η ενδοθηλιακή NOS (eNOS) και η επαγόμενη NOS (iNOS). Οι nNOS και eNOS εκφράζονται συστατικά σε πολλούς ιστούς, αλλά είναι ιδιαίτερα σημα-ντικές στο καρδιαγγειακό σύστημα. Οι nNOS και eNOS ενεργοποιούνται ευθέως από το σύμπλοκο Ca++/καλμοδουλίνης, ενώ η iNOS δεν είναι ευαίσθητη στο Ca++. Αντιθέτως, η έκφρασή της και επο-μένως και η δραστικότητά της επάγεται σε σημαντικό βαθμό από φλεγμονώδεις παράγοντες.

Επειδή το ΝΟ διαχέεται στα κύτταρα έχει παρακρινική δράση. Ένα χαρακτηριστικό παρά-δειγμα αφορά την επίδραση μουσκαρινικών αγωνιστών στα ενδοθηλιακά κύτταρα των αγγείων. Η παρουσία υποδοχέων Μ3 που συζεύγνυνται με πρωτεΐνες Gq/11 οδηγεί στην ενεργοποίηση του συστή-ματος των IP3 και DAG στα ενδοθηλιακά κύτταρα. Η αύξηση του κυτταροπλασματικού Ca++ οδηγεί στο σχηματισμό του συμπλόκου Ca++/καλμοδουλίνης, στην ενεργοποίηση της eNOS και την παραγω-γή ΝΟ. Το ΝΟ διαχέεται σε λείες μυϊκές ίνες και επιδρά στη διαλυτή GC με αποτέλεσμα τη σύνθεση του cGMP και την πρόκληση χάλασης με τους μηχανισμούς που αναλύθηκαν παραπάνω. Αυτό το παράδειγμα αποτελεί μόνο ένα δείγμα του πως φάρμακα που δρουν ως αγωνιστές ή ανταγωνιστές υποδοχέων GPCR ή άλλων υποδοχέων και διαύλων Ca++, μπορούν να ρυθμίζουν τον αγγειακό τόνο και την αρτηριακή πίεση. Μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα θα παρουσιαστεί στο τέλος του κεφαλαίου (Σχήμα 5.6).

4.4.Μεμβρανικοί υποδοχείς που είτε είναι ένζυμα είτε συνδέονται με κυτταρο-πλασματικά ένζυμα. Υποδοχείς με δραστικότητα τυροσινικής κινάσης

Όπως αναφέρθηκε και στην Εισαγωγή, η κατηγορία αυτή περιλαμβάνει μια ετερόκλητη ομά-δα διαμεμβρανικών υποδοχέων. Οι πιο καλά μελετημένοι υποδοχείς είναι οι υποδοχείς των αυξητι-κών παραγόντων που διαθέτουν ενδογενή δραστικότητα τυροσινικής κινάσης. Σε αυτήν την υποκα-τηγορία περιλαμβάνονται, μεταξύ άλλων, οι υποδοχείς της ινσουλίνης (Insulin Receptor, IR), του ε-πιδερμικού αυξητικού παράγοντα (Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR), του αιμοπεταλιακού αυξητικού παράγοντα (Platelet-Derived Growth Factor Receptor, PDGFR), του νευρικού αυξητικού παράγοντα (Nerve Growth Facto rReceptor, NGFR, ή αλλιώς TrkA) και του αγγειακού ενδοθηλιακού

αυξηστηνεξωκΤο κτυροπροκμεροφωσ5.5)φωσάλλωενερ

ΣχήμPI3K

PLCγερμδοχεκινάκαι γούμλίνηνου PKB

ητικού παράν ανενεργή μκυττάριο Ν-τκυτταροπλασοσινικής κινκαλεί μεταβοούς, την ενεσφορυλίωση . Ανάλογα μσφορυλιώνονων σηματοδοργοποίηση εν

μα 5.5. Δομή υK/PKB/Akt. Η

Σηματοδ

C και PI3K, μένων υποδοείς οδηγεί σεάσης των υπPI3K και η μενη ενότηταης στους ιστοκαι τριγλυκε

B/Akt.

άγοντα (Vascμορφή τους ετελικό άκροσματικό C-τενάσης. Η σύνολές στη χωργοποίηση τκαταλοίπωνμε τον υποδονται. Οι φωσοτικών πρωτνδοκυτταρικώ

υποδοχέων μεΗ p85 είναι η ρ

δότηση μέσωαναγνωρίζοοχέων μέσω πε φωσφορυλίοδοχέων. Τοπαραγωγή τα. Αξίζει να ούς (ενεργητεριδίων και δ

cular Endothείναι μονομερ, το οποίο πεελικό άκρο τνδεση του αροδιάταξη τωτης δραστικόν τυροσίνης οχέα, ποικίλφορυλιώσειςτεϊνών στο κυών σηματοδο

ε δραστικότηταυθμιστική και

ω PI3K και Pυν διαφορετπεριοχών τύίωση των ενο αποτέλεσμτων αντίστοιαναφερθεί όική μεταφορδιέγερση πρω

118

helial Growthρείς πρωτεΐνεριέχει και τιτων μονομεραυξητικού πων μονομερώότητας τυροστου κυτταρολλει ο αριθμός αυτές δημιυτταροπλασμοτικών μονο

α τυροσινικής η p110α είνα

PLC. Σηματοτικούς συνδυύπου SH2 (Srζύμων σε καμα είναι η διιχων δεύτερωότι το κύριο μρά γλυκόζης ωτεϊνοσύνθε

h Factor Recνες με μια διαις θέσεις πρόρών περιέχει παράγοντα σών υποδοχέωσινικής κινάοπλασματικοός και οι θέουργούν νέεματικό τμήμπατιών.

κινάσης και σαι η καταλυτική

οδοτικές πρωυασμούς φωrc homologyατάλοιπα τυριέγερση της ων αγγελιοφμονοπάτι πουκαι αμινοξέεσης) είναι το

ceptor, VEGαμεμβρανικήόσδεσης τωνμια ή δυο πτις εξωκυττάων με αποτέλάσης και την ού τμήματος σεις των κατς θέσεις αναα των υποδο

σηματοδοτικά μή υπομονάδα τ

ωτεΐνες-ένζυσφορυλιωμέ

y 2 domain). ροσίνης από ενζυμικής δόρων, όπως υ σηματοδοτων, ρύθμισηο μονοπάτι τ

GFR). Οι υποή περιοχή καν αυξητικών περιοχές με δάριες θέσειςλεσμα το σχν αμοιβαία κ των μονομεαταλοίπων τυαγνώρισης καοχέων με απο

μονοπάτια Raτων PI3K.

υμα, όπως ισένων τυροσινΗ σύνδεση τις περιοχέςδραστικότητασυζητήθηκετεί τις δράσεη μεταβολισμτης PIP3 και

οδοχείς αυτοαι ένα εκτενέςπαραγόντωνδραστικότητας πρόσδεσηςχηματισμό δικαι σταυρωτήερών (Σχήμαυροσίνης πουαι πρόσδεσηςοτέλεσμα την

as/ERK και

ομορφές τωννών των διεμε τους υπος τυροσινικήςας των PLCγε στην προηεις της ινσουμού γλυκογότων κινασών

οί ς ν. α ς, ι-ή α υ ς ν

ν --ς γ ---ν

119

Σηματοδότηση μέσω Ras και του μονοπατιού των κινασών MAP. Με τους διεγερμένους και φωσφορυλιωμένους υποδοχείς αυξητικών παραγόντων αλληλεπιδρούν εκλεκτικά και ρυθμιστικές πρωτεΐνες που δεν έχουν ενζυμική δράση αλλά λειτουργούν ως πρωτεΐνες συναρμογής. Π.χ., η πρω-τεΐνη Grb2 αναγνωρίζει, επίσης, συνδυασμούς φωσφορυλιωμένων τυροσινών των υποδοχέων μέσω ομόλογων περιοχών SH2. Η Grb2, επίσης, αλληλεπιδρά μέσω άλλων περιοχών της με την πρωτεΐνη SOS, η οποία δρα ως παράγοντας ανταλλαγής νουκλεοτιδίων για μονομερείς GTPάσες. To αποτέλε-σμα είναι ο σχηματισμός ενός μεγαλομοριακού μεμβρανικού συμπλόκου που αποτελείται από τον διεγερμένο υποδοχέα, την Grb2 και την SOS, και το οποίο θα ενεργοποιήσει τις μονομερείς GTPάσες Ras (H-, N- και K-Ras) στην πλασματική μεμβράνη. Ο κύκλος ενεργοποίησης των μονομερών GTPασών (όπως η Ras και οι GTPάσες της ομάδας των Rho/Rac/Cdc42 που αναφέρθηκαν προηγου-μένως) είναι παρόμοιος με αυτόν των υπομονάδων α των τριμερών πρωτεΐνών G. Στην ενεργή μορφή Ras-GTP, η Ras διεγείρει ένα μονοπάτι διαδοχικών φωσφορυλιώσεων τριών κινασών γνωστό ως μο-νοπάτι των ΜΑP κινασών. Αρχικά, η Ras-GTP συνδέεται με τις πρωτεϊνικές κινάσες σερί-νης/θρεονίνης RAF (A-RAF, B-RAF και C-RAF) και επάγει την ενεργοποίησή τους. Οι ενεργές RAF φωσφορυλιώνουν τις πρωτεϊνικές κινάσες MEK1 και MEK2. Η φωσφορυλίωση αυτή ενεργοποιεί με τη σειρά της τη δραστικότητα των MEK. Οι κινάσες MEK1/2 είναι κινάσες διπλής εξειδίκευσης, φω-σφορυλιώνουν δηλαδή κατάλοιπα θρεονίνης και τυροσίνης στα υποστρώματά τους. Το πιο καλά χα-ρακτηρισμένο, αν όχι μοναδικό, υπόστρωμα των MEK1/2 είναι οι πρωτεϊνικές κινάσες ERK1 και ERK2 (κινάσες ΜAP, Mitogen-Activated Protein Kinases, MAPK) (Σχήμα 5.5). H φωσφορυλίωση των ERK1/2 στη θρεονίνη και την τυροσίνη ενός μοτίβου Thr-Glu-Tyr προκαλεί αλλαγή της διαμόρ-φωσης και διέγερση της δραστικότητας των ERK1/2. Οι ERK1/2 θεωρούνται και οι τελεστές του μο-νοπατιού Ras/MAPK, αφού φωσφορυλιώνουν και ρυθμίζουν τη δράση άλλων πρωτεϊνικών κινασών και μεταγραφικών παραγόντων. Το μονοπάτι αυτό θεωρείται ένα από τα βασικά σηματοδοτικά μονο-πάτια μέσω των οποίων οι αυξητικοί παράγοντες ρυθμίζουν τη γονιδιακή μεταγραφή και ευοδώνουν τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και την κυτταρική αύξηση.

Μηχανισμοί ρύθμισης υποδοχέων αυξητικών παραγόντων. Κατ' αναλογία με τους GPCR η σηματοδότηση από τους υποδοχείς αυξητικών παραγόντων ελέγχεται σε πολλαπλά επίπεδα. Ένας χαρακτηριστικός μηχανισμός ανάδρομης ανασταλτικής ρύθμισης λαμβάνει χώρα μέσω των ERK1/2, οι οποίες φωσφορυλιώνουν και αναστέλλουν τις πρωτεΐνες SOS που είναι απαραίτητες για την ενερ-γοποίηση της GTPάσης Ras. Επιπλέον, οι διεγερμένοι υποδοχείς υποβάλλονται, όπως και οι GPCR, σε διαδικασίες ενδοκύτωσης και μεταφοράς σε ενδοσώματα και εν τέλει σε λυσοσώματα προς αποι-κοδόμηση.

Φαρμακολογική στόχευση των υποδοχέων αυξητικών παραγόντων. Σημαντικός αριθμός πα-θολογικών καταστάσεων και κυρίως νεοπλασιών φαίνεται να σχετίζεται με υπερδιέγερση των σημα-τοδοτικών μονοπατιών των υποδοχέων αυξητικών παραγόντων. Συνήθως, η υπερδιέγερση συνοδεύε-ται ή προκαλείται από υπερέκφραση των υποδοχέων ή από σωματικές ή γενετικές μεταλλάξεις που προκαλούν μόνιμη υπερενεργοποίηση σε κομβικά σηματοδοτικά ένζυμα (κυρίως κινάσες).

Οι μελέτες αυτές έχουν οδηγήσει σε περαιτέρω εντατική έρευνα όσον αφορά την ανάπτυξη και στο χαρακτηρισμό ουσιών με ανταγωνιστική/ανασταλτική δράση στα μονοπάτια αυτά. Ενδεικτι-κά, αναφέρονται φάρμακα όπως η γεφιτινίμπη και η ερλοτινίμπη που αναστέλλουν τη δραστικότητα τυροσινικής κινάσης τoυ EGFR και χρησιμοποιούνται στην αντιμετώπιση καρκίνων του πνεύμονα και του παγκρέατος και η σοραφενίμπη που αναστέλλει τη δραστικότητα των RAF, PDGFR, VEGFR και χρησιμοποιείται στην αντιμετώπιση νεφρικών και ηπατικών καρκίνων. Το πρότυπο μέλος αυτής της ομάδας των φαρμάκων (ινίμπες) που δρουν ως αναστολείς πρωτεϊνικών κινασών είναι η ιματινί-μπη, η οποία αναπτύχθηκε για την εκλεκτική αναστολή κυτταροπλασματικών τυροσινικών κινασών, όπως η Abl. Η ιματινίμπη καταστέλλει τον πολλαπλασιασμό και προάγει την απόπτωση κυττάρων που φέρουν τη μεταλλαγμένη κινάση BCR-Abl λόγω ανωμαλίας του χρωμοσώματος Philadelphia (χρωμόσωμα Ph). Η χρήση της ιματινίμπης (για πρώτη φορά το 2001) οδήγησε σε μείωση κατά 75% της θνησιμότητας της θετικής για το χρωμόσωμα Ph χρόνιας μυελογενούς λευχαιμίας. Η ιματινίμπη δρα, επίσης, ανασταλτικά στη δραστικότητα τυροσινικής κινάσης ισομορφών του PDGFR (PDGFRβ και c-KIT). Μεταλλαγμένες μορφές του υποδοχέα c-KIT χαρακτηρίζουν τον στρωματικό καρκίνο του γαστρεντερικού και η ιματινίμπη αποτελεί θεραπεία εκλογής σε αυτές τις περιπτώσεις.

120

Μια άλλη κατηγορία φαρμάκων που ρυθμίζει τη σηματοδότηση των υποδοχέων αυξητικών παραγόντων περιλαμβάνει μονοκλωνικά αντισώματα έναντι των υποδοχέων. Τέτοια περίπτωση απο-τελεί η τραστουζουμάμπη, ένα εξανθρωποποιημένο μονοκλωνικό αντίσωμα, που συνδέεται στην ε-ξωκυττάρια περιοχή του υποδοχέα HER2 (ισομορφή των EGFR) και τον αδρανοποιεί. Η υπερέκφρα-ση του HER2 συναντάται σε 20-30 % των πρωτοπαθών καρκίνων μαστού και η τραστουζουμάμπη ενδείκνυται στην αντιμετώπιση HER2+ μεταστατικών καρκίνων του μαστού. Ένα άλλο παράδειγμα είναι η κετουξιμάμπη, ένα χιμαιρικό μονοκλωνικό αντίσωμα που δρα ως κλασσικός συναγωνιστικός ανταγωνιστής της πρόσδεσης του EGF στον EGFR και χρησιμοποιείται στην αντιμετώπιση του EGFR+ μεταστατικού καρκίνου παχέος εντέρου και ορθού (βλ. Κεφάλαιο «Μονοκλωνικά Αντισώμα-τα»). 4.5.Αλληλεπίδραση υποδοχέων και συστημάτων μεταγωγής σήματος στη ρύθμι-ση φυσιολογικών κυτταρικών λειτουργιών: το παράδειγμα των αγγειακών λείων μυϊκών ινών

Στο Σχήμα 5.6 δίνεται μια επισκόπηση των κυτταρικών τύπων που αλληλεπιδρούν στο αγγει-ακό τοίχωμα ενός αρτηριδίου και περιλαμβάνουν αγγειακές λείες μυϊκές ίνες, ενδοθηλιακά κύτταρα (λείο μυϊκό κύτταρο και ενδοθήλιο), αιμοπετάλια και μεταγαγγλιονικούς νευρώνες του συμπαθητικού (νοραδρενεργικός νευρώνας). Οι αλληλεπιδράσεις αυτές λαμβάνουν χώρα μέσω μιας ποικιλίας φυσι-ολογικών αγωνιστών που προκαλούν τη συστολή [αγγειοτενσίνη ΙΙ (AngII), νοραδρεναλίνη (NE)] ή τη χάλαση [μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ), εγκεφαλικό νατριουρητικό πεπτίδιο (BNP),αδρεναλίνη] των λείων μυϊκών ινών. Επιπλέον, σειρά αγωνιστών ρυθμίζουν την ανάπτυξη και τον πολλαπλασια-σμό των λείων μυϊκών κυττάρων επιδρώντας στη γονιδιακή μεταγραφή [αιμοπεταλιακός αυξητικός παράγοντας (PDGF), αδρεναλίνη, AngII, εικοσανοειδή]. Στις αλληλεπιδράσεις αυτές εμπλέκονται οι δεύτεροι αγγελιοφόροι (IP3, cAMP, cGMP και Ca++) αλλά και όλες οι κατηγορίες υποδοχέων που συζητήθηκαν σε αυτό το κεφάλαιο: ιοντικοί δίευλοι (L-δίαυλοι Ca++), υποδοχείς τύπου GPCR (α1-R, β2-R, AT1-R, M-R), υποδοχείς με δραστικότητα γουανυλικής κυκλάσης (BNP-R), υποδοχείς με δρα-στικότητα τυροσινικής κινάσης (PDGF-R),πυρηνικοί υποδοχείς (PPARγ) και η διαλυτή γουανυλική κυκλάση (sGC) που δρα ως υποδοχέας του NO.

Σχήμαγγελ

νεργαναμστηνσυστσύμπνης θροιθηλινισμθα ετων

χει ηχεύοτου των NO,πλέοκαταπρόβ

μα 5.6. Αλληλλιοφόρων στα

Στο Σχήγιστικά. Π.χ.μένεται να εν κινητοποίητολή είναι μπλοκο Ca++ /στα λεία μυιστική δράσηιακά κύτταραμό που ήδη σενεργοποιήσοIP3 και Ca++

Αξίζει νη δυνατότητοντας στη ρύμετατρεπτικυποδοχέων

, αναστολείςον ότι η γνώανόηση των βλεψη και ερ

επίδραση και α αγγειακά λεία

ήμα 5.6 φαίν., τα αποτελέείναι αθροισηση του Ca++

μέσω της καλ/καλμοδουλίυϊκά κύτταραη θα έχει καια μέσω παρασυζητήθηκε. ουν το σύστη

+ (συστολή). να σημειωθεία πληθώρας ύθμιση του κού ενζύμουτα1-R, φάρμας της φωσφοώση των υποαθροιστικώρμηνεία ανεπ

ολοκλήρωση δα μυικά κύτταρ

νεται επίσης έσματα της στικά μια πο+. Υπενθυμίζλμοδουλίνηςίνης. Κατ’ανα θα δράσουι η επίδρασηαγωγής NO κΤέλος, είναιημα του cGM

ί ότι, ως συνφαρμακολοαγγειακού ττης αγγειοτεακα όπως το οδιεστεράσηςοκείμενων μην ή συνεργιπιθύμητων εν

121

διαφορετικώνρα. Για λεπτομ

πως ορισμένεπίδρασης Aου οι σηματζεται ότι έναςς και των πρναλογία, τα αυν αθροιστικη μουσκαρινικαι αύξησης ι εμφανής η αMP (χάλαση

νέπεια των αλογικών προσεόνου. Ενδεικενσίνης, αντανιτροπρωσσς του cGMPηχανισμών διστικών δράσνεργειών και

ν σηματοδοτικώμέρειες βλ. κεί

να μονοπάτιAngII, NE κατοδοτικές πος τρόπος με τρωτεϊνικών καποτελέσματκά (συνεργισικών αγωνισττου cGMP σανταγωνιστικη) και αυτών

λληλεπιδράσεγγίσεων στηκτικά, μποροαγωνιστές τωσικό νάτριο πP, ανταγωνισδράσης είναισεων διαφορι τοξικών αλ

ών πορειών καίμενο.

α μπορεί να αι αγωνιστώρείες που εντον οποίο τοκινασών που τα της επίδραστικά) ως πρτών (ακετυλοστα λεία μυϊκκή σχέση μεπου θα ενερ

σεων που μόην αντιμετώπούν να χρησων υποδοχέωπου θα ενεργοτές L-διαύλωι εξαιρετικήςρετικών φαρληλεπιδράσε

αι συστημάτω

δρουν αθροών διαύλων Cενεργοποιούνο Ca++ ρυθμίζ ενεργοποιούασης ΒNP κρος τη μυϊκήλοχολίνη, ACϊκά κύτταρα εταξύ των αγργοποιήσουν

όλις περιγράφπιση της υπέσιμοποιηθούνων AT1-R, αγοποιήσει το ων Ca++. Γίνς σπουδαιότμάκων αλλάεων.

ν δεύτερων

οιστικά ή συCa++ τύπου Lν συγκλίνουνζει την μυϊκήύνται από τοκαι αδρεναλίή χάλαση. ΑCh) στα ενδομε τον μηχαγωνιστών πουν το σύστημα

φηκαν, υπάρέρτασης στον αναστολείςανταγωνιστέςσύστημα τουνεται φανερόητας για τηνά και για την

-L ν ή ο ί-Α-

--υ α

--ς ς υ ό ν ν

5.Φ 5.1.

που (ΚΝΣύσ(ΣΝ

νες. διαβθεσητου,πενε

νευρστο Σωμσυμπστημτουςωθείδιέγ

Σχήμhttpsκή σχροδιαpumptrans

Φάρμακα

.Νευρικό σ

Το νευρελέγχουν τη

ΝΣ) και το Πτημα (ΑΝΣ

ΝΣ). Το ΝΣ α

Η διεργασίαβίβαση ή νευη του νευροδ, την σύνδεσεργοποίησή τ

Το ΚΝΣρωνικά συστΠΝΣ. Ενδει

ματικού Νευρπαθητικού Σμα επιτελείτας ιδρωτοποιοί, επίσης, ότερσή του οδη

μα 5.7. Σs://simple.wikiσχισμή), Dendrαβιβαστές), Vp (Αντλία επαsmitter recept

και Νευρ

σύστημα

ρικό σύστημαη λειτουργία Περιφερικό Ν) (Συμπαθητ

αποτελείται α εκείνη που υροδιαβίβασηδιαβιβαστή, τση του νευροτου (αποικοδΣ βασίζεται στήματα, ενώ ηικτικά αναφέρικού συστήΣυστήματος. αι από την Αούς αδένες ότι ο μυελός τηγεί σε έκλυ

Συναπτική διipedia.org/wikritic spine (Δε

Voltage-gated αναπρόσληψηςtors (Υποδοχεί

Β. Ν

ροδιαβίβα

α (ΝΣ) μαζί του οργανισΝευρικό Σύστικό και Πα

από δισεκατχαρακτηρίζεη. Η συγκεκτην αποθήκεοδιαβιβαστή δόμηση, επανσε πολλούς νη συγκεκριμέρουμε ότι ηματος καθώςΣε μεταγαγγΑκετυλοχολίπου η ακετυτων επινεφριυση αδρεναλ

ιαβίβαση (Nki/Nerve_impuενδριτικό σώμ

Ca++ channς νευροδιαβιβίς νευροδιαβιβ

122

Νευροδι

αση

με το ενδοκσμού. Το ΝΣστημα (ΠΝΣαρασυμπαθη

τομμύρια κύει την επικοικριμένη διεργευση του σταμε υποδοχείναπρόσληψηνευροδιαβιβαμένη πολυπλοη ακετυλοχος και στις γαγλιακό επίπείνη ενώ στο υλοχολίνη διαιδίων δέχεταλίνης στο αίμ

Nerve impululse). Axon teμα), Synapticel (Τασεοελεγβαστών), Postβαστών). Για λ

ιαβίβαση

κρινικό σύστηΣ απαρτίζεταΣ). Το ΠΝΣ τικό) και α

τταρα με εξινωνία μεταξγασία μπορεία συναπτικά ίς στη μεταση). αστές και απαοκότητα δεν ολίνη εντοπίζαγγλιακές συεδο η νευροδΣυμπαθητικαβιβάζει πληαι προγαγγλιμα.

lse, From erminal (Απόλvesicle (Συναγχόμενος δίαυt-synaptic denλεπτομέρειες β

η

ημα αποτελοι από το Κενπεριλαμβάνεπό το Σωμα

ειδικευμένη ξύ των νευρώί να περιγρακυστίδια, τηυναπτική με

αρτίζεται απεμφανίζεταιζεται στις συυνάψεις του Σδιαβίβαση στό από τη Νοηροφορίες συακές ίνες απ

Wikipedia, ληξη νευράξονπτικό κυστίδιουλος Ca++), Nnsity (Μετασυνβλ. κείμενο.

Αικατερίν

ούν κυρίαρχαντρικό Νευρει το Αυτόνοατικό Νευρι

λειτουργία, ώνων καλείταφεί σε 5 στάην έκλυση/απεμβράνη και

πό πολλά καιι κατά τον ίδυνάψεις τωνΣυμπαθητικοτο Παρασυμποραδρεναλίνυμπαθητικούπό το συμπα

the free να), Synaptic cο), NeurotranNeurotransmiναπτική μεμβρ

νη Αντωνίου

α συστήματαρικό Σύστημαομο Νευρικόικό Σύστημα

τους νευρώαι συναπτικήάδια: τη σύνπελευθέρωσήτέλος την α

ι διαφορετικάδιο βαθμό καν αξόνων τουού και Παραπαθητικό σύη (εκτός απόύ). Ας σημειαθητικό και η

encyclopediacleft (Συναπτι

nsmitters (Νευitter re-uptakeβράνη), Neuro

υ

α α ό α

-ή -ή -

ά αι υ α-

-ό ι-η

a, ι-υ-e

o-

123

Υποδοχείς νευροδιαβιβαστών και Ιοντικοί Δίαυλοι. Στα νευρικά κύτταρα εντοπίζονται δύο

τύποι διαύλων: οι τασεοελεγχόμενοι δίαυλοι και οι ελεγχόμενοι από το πρόσδεμα δίαυλοι. Οι τασεο-λεγχόμενοι δίαυλοι (δίαυλοι νατρίου, καλίου και ασβεστίου) ανταποκρίνονται στις μεταβολές του δυναμικού της μεμβράνης. Οι ελεγχόμενοι από το πρόσδεμα δίαυλοι, ή ιοντοτροπικοί υποδοχείς, υ-πόκεινται σε διάνοιξη (ενεργοποίηση) μέσω της σύνδεσης των νευροδιαβιβαστών με τον δίαυλο.

Οι περισσότεροι νευροδιαβιβαστές πέρα από τη σύνδεσή τους με τους ιοντοτροπικούς υπο-δοχείς προσδένονται επίσης σε υποδοχείς που συνδέονται με πρωτεΐνες G, οι οποίοι καλούνται μετα-βοτροπικοί υποδοχείς. Οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς μέσω των πρωτεϊνών G ρυθμίζουν τους τασεο-λεγχόμενους διαύλους. Η συγκεκριμένη ρύθμιση μπορεί να πραγματοποιηθεί είτε άμεσα μεταξύ των πρωτεϊνών G και των ιοντικών τασεοελεγχόμενων διαύλων (Ca++ και K+) είτε λιγότερο άμεσα, μέσω της ενεργοποίησης του συστήματος των δεύτερων αγγελιοφόρων και ακόλουθη ρύθμιση των ιοντι-κών διαύλων.

Θέσεις δράσης φαρμάκων. Όλα τα φάρμακα που δρουν στο ΝΣ προκαλούν τις ενέργειές τους

μέσω τροποποίησης κάποιου σταδίου της συναπτικής διαβίβασης. Οι δράσεις των φαρμάκων μπο-ρούν να μεταβάλλουν την προσυναπτική (σύνθεση, αποθήκευση, μεταβολισμό, απελευθέρωση) ή τη μετασυναπτική διεργασία της νευροδιαβίβασης. Μετά την απελευθέρωση ενός νευροδιαβιβαστή, η δράση του τερματίζεται είτε μέσω της επαναπρόσληψής του είτε μέσω της αποδόμησής του. Ας ση-μειωθεί ότι υπάρχουν φάρμακα που μπορούν να επηρεάσουν και τις δύο διαδικασίες. Στη μετασυνα-πτική περιοχή ο υποδοχέας του νευροδιαβιβαστή αποτελεί την κύρια θέση της δράσης του φαρμάκου. Τα φάρμακα μπορεί να δρουν είτε ως αγωνιστές, οι οποίοι μιμούνται τη δράση του νευροδιαβιβαστή και ενεργοποιούν το ενδοκυττάριο σηματοδοτικό μονοπάτι, είτε ως ανταγωνιστές που προσδένονται στον υποδοχέα και αναστέλλουν την ενεργοποίησή του (Πίνακας 5.2).

Πίνακας 5.2.

Ενδεικτικά παραδείγματα της θέσης δράσης των φαρμάκων

ΣΤΑΔΙΟ

ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΗΣ

ΦΑΡΜΑΚΟ

ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΗ

Σύνθεση α-Μεθυλντόπα L-Dopa

Αδρενεργική - ΠΝΣ Ντοπαμινεργική - ΚΝΣ

Αποθήκευση Ρεζερπίνη Αδρενεργική - ΠΝΣ Εκλυση Αμφεταμίνη Ντοπαμινεργική - ΚΝΣ Μετασυναπτική Αλληλεπίδραση -Υποδοχείς

Πιλοκαρπίνη Προπρανολόλη Αλοπεριδόλη Μορφίνη

Χολινεργική -ΠΝΣ Αδρενεργική - ΠΝΣ Ντοπαμινεργική - ΚΝΣ Οπιοειδή πετίδια - ΚΝΣ

Απενεργοποίηση: Επα-ναπρόσληψη

Κοκαΐνη Φλουοξετίνη

Ντοπαμινεργική - ΚΝΣ Σεροτονεργική - ΚΝΣ

Απενεργοποίηση: Α-ποικοδόμηση

Νεοστιγμίνη Χολινεργική - ΠΝΣ

5.2.Ενδεικτικά παραδείγματα φαρμάκων που επηρεάζουν αντίστοιχα νευροδια-βιβαστικά συστήματα. 5.2.1.Ακετυλοχολίνη - Χολινεργικό σύστημα

124

Η ακετυλοχολίνη είναι ένα μικρό μόριο, με σχετικά απλή χημική δομή και συντίθεται από τη χολίνη και το ακετυλοσυνένζυμο Α. Η απενεργοποίηση όλης της ακετυλοχολίνης διενεργείται μέσω της αποικοδόμησής της και επιτελείται ταχύτατα από το ένζυμο ακετυλοχολινεστεράση. Η χολίνη που προκύπτει από τη διάσπαση επαναπροσλαμβάνεται από τους χολινεργικούς νευρώνες και χρησι-μοποιείται για τη σύνθεση νέας ακετυλοχολίνης. Οι χολινεργικοί υποδοχείς διαχωρίζονται σε μου-σκαρινικούς και νικοτινικούς υποδοχείς.

Οι μουσκαρινικοί υποδοχείς διακρίνονται σε τουλάχιστον 5 υπότυπους (Μ1-Μ5), είναι μετα-βοτροπικοί, συνδέονται με πρωτεΐνες G και η ενδοκυττάρια μεταγωγή σήματος αφορά στο σύστημα της φωσφολιπάσης C (PLC) (Μ1, Μ3, Μ5: σχηματισμός IP3, DAG, αύξηση ενδοκυττάριου Ca++) και της αδενυλοκυκλάσης (AC) (Μ2, Μ4, μείωση cAMP, αύξηση αγωγιμότητας Κ+). Εντοπίζονται περι-φερικά: στα γάγγλια, την καρδιά, τις λείες μυϊκές ίνες, τα ενδοθηλιακά κύτταρα, τους εξωκρινείς αδέ-νες και το ΚΝΣ.

Οι νικοτινικοί υποδοχείς είναι ιοντοτροπικοί υποδοχείς και διακρίνονται σε τουλάχιστον δύο υπότυπους (ΝΝ, ΝΜ) που εντοπίζονται στα γάγγλια, τη νευρομυϊκή σύναψη και το ΚΝΣ. Η διέγερση των υποδοχέων προκαλεί διάνοιξη των διαύλων Na+ και K+, η οποία ακολουθείται από εκπόλωση.

Τα φάρμακα που επηρεάζουν το χολινεργικό σύστημα είτε προσδένονται στους χολινεργι-κούς υποδοχείς, είτε παρεμβαίνουν στην απενεργοποίηση/αποικοδόμηση της ακετυλοχολίνης (Πίνα-κας 5.3).

Πίνακας 5.3.

Ενδεικτικά παραδείγματα φαρμάκων του χολινεργικού συστήματος

ΦΑΡΜΑΚΟ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ

ΔΡΑΣΗΣ

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ

ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΕΝΔΕΙΞΕΙΣ

Νεοστιγμίνη Αναστολή αποικοδόμη-σης/ενζυμικής απενεργοποίησης του νευ-ροδιαβιβαστή

Παράταση της δράσης του νευροδιαβιβαστή, ΠΝΣ

Μυασθένεια, Πα-ραλυτικός ειλεός

Ατροπίνη Μουσκαρινικός ανταγω-νιστής Σύνδεση με πρωτεΐνες G

Αναστολή μετασυνα-πτικής ενεργοποίησης

Σπασμός λείων μυϊκών ινών γα-στρεντερικού συ-στήματος , Μυδρίαση

Ατρακούριο Νικοτινικός ανταγωνιστής ΝΜ –Νευρομυϊκή σύναψη – ΣΝΣ

Αναστολή μετασυνα-πτικής ενεργοποίησης

Μυοχαλαρωτικό - Χρήση στην αναι-σθησία

Δονεπεζίλη Ριβαστιγμίνη

Αναστολή αποικοδόμη-σης/ενζυμικής απενεργοποίησης του νευ-ροδιαβιβαστή

Παράταση της δράσης του νευροδιαβιαβιστή, ΚΝΣ

Άνοια, Νόσος Alzheimer

5.2.2.Ντοπαμίνη - Ντοπαμινεργικό σύστημα

Η ντοπαμίνη αποτελεί κύριο νευροδιαβιβαστή του ΚΝΣ, αλλά εντοπίζεται και στο ΠΝΣ. Η ντοπαμίνη ακολουθεί όλα τα στάδια της συναπτικής νευροδιαβίβασης, όπως έχουν ήδη περιγραφεί. Οι ντοπαμινεργικοί υποδοχείς εντοπίζονται στο ΚΝΣ, στις λείες μυϊκές ίνες των αγγείων, σε προσυ-ναπτικές συμπαθητικές απολήξεις και στα επινεφρίδια. Έχουν προσδιοριστεί πέντε υπότυποι των ντοπαμινεργικών υποδοχέων (D1-D5), οι οποίοι είναι μεταβοτροπικοί υποδοχείς (συνδέονται με πρω-

125

τεΐνες G) και η ενδοκυττάρια μεταγωγή σήματος αφορά στο σύστημα της AC. Ειδικότερα η διέγερση των D1, D5 προκαλεί ενεργοποίηση της AC (αύξηση cAMP), ενώ η διέγερση των D2, D3, D4, ανα-στέλλει την AC (μείωση cAMP , αύξηση αγωγιμότητας Κ+).

Τα φάρμακα που επηρεάζουν τη ντοπαμινεργική νευροδιαβίβαση αφορούν κυρίως ουσίες που προσδένονται στους ντοπαμινεργικούς υποδοχείς, καθώς και ουσίες που επηρεάζουν τη σύνθεση, την απελευθέρωση, την επαναπρόσληψη και την αποικοδόμηση της ντοπαμίνης (Πίνακας 5.4).

Πίνακας 5.4.

Ενδεικτικά παραδείγματα φαρμάκων του ντοπαμινεργικού συστήματος

ΦΑΡΜΑΚΟ


ΔΡΑΣΗΣ



L-Dopa Ενίσχυση της σύνθεσης της ντοπαμίνης

Ενίσχυση της δράσης της ντοπαμίνης

Νόσος Parkinson

Σελεγιλίνη Αναστολή της δράσης του ενζύμου ΜΑΟΒ που μεταβολίζει τη ντοπαμί-νη

Παράταση της δράσης του νευροδιαβιβαστή


Εντακαπόνη

Αναστέλλει τη δράση του ενζύμου COMT που μεταβολίζει τη ντοπαμί-νη



Βρωμοκρυπτίνη Πραμιπεξόλη

Αγωνιστής D2 υποδο-χέων Σύνδεση με πρωτεΐνες G μείωση cAMP - αύξη-ση αγωγιμότητας Κ+

Μετασυναπτική ενεργο-ποίηση


Αλοπεριδόλη Ρισπεριδόνη Ολανζαπίνη

Ανταγωνιστής D2 υπο-δοχέων Σύνδεση με πρωτεΐνες G

Αναστολή μετασυναπτι-κής ενεργοποίησης

Ψύχωση - Σχιζο-φρένεια

5.2.3.Αδρεναλίνη - Νοραδρεναλίνη

Η αδρεναλίνη και η νοραδρεναλίνη ανήκουν στις κατεχολαμίνες, όπως και η ντοπαμίνη. Η αδρεναλίνη αποτελεί κυρίως νευροδιαβιβαστή του ΠΝΣ ενώ η νοραδρεναλίνη είναι νευροδιαβιβα-στής του ΠΝΣ αλλά και κύριος νευροδιαβιβαστής του ΚΝΣ, όπως η ντοπαμίνη. Ακολουθούν και οι δύο κατεχολαμίνες όλα τα στάδια της συναπτικής διεργασίας που ήδη αναφέρθηκαν. Οι υποδοχείς με τους οποίους συνδέονται η αδρεναλίνη και η νοραδρεναλίνη ονομάζονται αδρενεργικοί και είναι με-ταβοτροπικοί υποδοχείς. Εχουν ταυτοποιηθεί δύο υπότυποι των αδρενεργικών υποδοχέων (α και β), ενώ υπάρχουν συνολικά τουλάχιστον πέντε υποκατηγορίες των συγκεκριμένων υποτύπων: α1, α2, β1, β2, β3. Η διέγερση των α1-υποδοχέων οδηγεί σε ενεργοποίηση της PLC (σχηματισμός IP3, DAG, αύ-ξηση ενδοκυττάριου Ca++), η διέγερση των α2-υποδοχέων προκαλεί αναστολή της AC (μείωση cAMP) ενώ η διέγερση των υποκατηγοριών των β υποδοχέων προκαλεί αύξηση της AC (αύξηση cAMP). Οι συγκεκριμένοι υποδοχείς εντοπίζονται στην καρδιά , τις λείες μυικές ίνες, σε προσυναπτι-κές απολήξεις του ΑΝΣ, καθώς και στο ΚΝΣ (α2,β1) (Πίνακας 5.5).

126

Πίνακας 5.5.

Φάρμακα που επηρεάζουν τη νοραδρενεργική/αδρενεργική νευροδιαβίβαση

ΦΑΡΜΑΚΟ


ΔΡΑΣΗΣ



Δοβουταμίνη Αγωνιστής κυρίως β1-υποδοχέων Σύνδεση με πρωτεΐνες Gs αύξηση cAMP, μείωση αγωγιμότητας Κ+

Μετασυναπτική ενερ-γοποίηση

Ινότροπη επίδραση στην καρδιά

Φαινυλεφρίνη Αγωνιστής κυρίως α1-υποδοχέων Σύνδεση με πρωτεΐνες Gq (PLC) Αύξηση IP3, DAG και ενδοκυττάριου Ca++


Μυδριατικό Ρινικό αποσυμφο-ρητικό

Κλονιδίνη Αγωνιστής κυρίως α2-υποδοχέων Σύνδεση με πρωτεΐνες Gi Μείωση cAMP, μείωση αγωγιμότητας Ca++, αύ-ξηση αγωγιμότητας Κ+

Αναστολή ενεργοποίη-σης –προσυναπτική δράση

Αντιυπερτασικό

Σαλβουταμόλη Αγωνιστής κυρίως β2-υποδοχέων Σύνδεση με πρωτεΐνες Gs αύξηση cAMP


Βρογχικό άσθμα

Προπρανολόλη Ανταγωνιστής β- υποδο-χέων

Αναστολή ενεργοποίη-σης

Υπέρταση, αρρυθ-μίες

Αμιτρυπτιλίνη Αναστολέας επαναπρόσ-ληψης νοραδρεναλίνης


Κατάθλιψη

5.2.4.Σεροτονίνη

Η σεροτονίνη είναι μια μονοαμίνη και εντοπίζεται στο ΚΝΣ, καθώς και στα αιμοπετάλια και τα χρωμιόφιλα κύτταρα του εντέρου. Αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους νευροδιαβιβαστές του ΚΝΣ. Η σεροτονίνη ακολουθεί όλα τα στάδια της συναπτικής διεργασίας και η δράση της τερμα-τίζεται λόγω της επαναπρόσληψής της από τον προσυναπτικό νευρώνα (μέσω ειδικών μεταφορέων), γεγονός που επιτρέπει την επανακύκλωση και επαναχρησιμοποίηση της ως νευροδιαβιβαστή.

Οι υποδοχείς της σεροτονίνης είναι μεταβοτροπικοί (συνδέονται με πρωτεΐνες G) και ενεργο-ποιούν πολλαπλές οδούς μεταγωγής ενδοκυττάριων σημάτων. Εξαίρεση αποτελούν οι υποδοχείς 5-ΗΤ3, οι οποίοι είναι ιοντοτροπικοί. Οι σεροτονεργικοί υποδοχείς διαχωρίζονται σε πολλούς υπότυ-πους (περίπου 20) και υποκατηγορίες, αλλά κάθε προσπάθεια κατηγοριοποίησης οφείλει να γίνεται με επιφύλαξη. Ενδεικτικά αναφέρονται οι υποδοχείς 5-ΗΤ1 που υποδιαιρούνται σε τουλάχιστον 7 υπότυπους, οι 5-ΗΤ2 (τουλάχιστον 3 υπότυποι), οι 5-ΗΤ3 και οι 5-ΗΤ4.

127

Πίνακας 5.6.

Φάρμακα που επηρεάζουν τη σεροτονεργική νευροδιαβίβαση

ΦΑΡΜΑΚΟ


ΔΡΑΣΗΣ



Βουσπιρόνη Αγωνιστής 5-ΗΤ1Α Σύνδεση με πρωτεΐνες Gi Αύξηση cAMP και αύ-ξηση αγωγιμότητας Ca++ και Κ+

Ανασταλτική (προσυνα-πτική δράση)

Άγχος

Σουματριπτάνη Αγωνιστής 5-ΗΤ1D Σύνδεση με πρωτεΐνες Gi

Ενίσχυση της δράσης του νευροδιαβιβαστή

Ημικρανία

Ονδανσετρόνη Ανταγωνιστής 5-ΗΤ3 (ιοντοτροπικός υποδο-χέας)

Αναστολή της δράσης του νευροδιαβιβαστή

Έμετος

Ρισπεριδόνη Ολανζαπίνη

Ανταγωνιστής 5-ΗΤ2 Σύνδεση με πρωτεΐνες G

Αναστολή της δράσης του νευροδιαβιβαστή

Ψύχωση Σχιζοφρένεια

Φλουοξετίνη Αναστολή επαναπρόσ-ληψης σεροτονίνης

Παράταση δράσης του νευροδιαβιβαστή

Κατάθλιψη

Τα φάρμακα που επηρεάζουν τη σεροτονεργική νευροδιαβίβαση αποτελούν ουσίες που είτε

προσδένονται στους σεροτονεργικούς υποδοχείς, είτε επηρεάζουν την επαναπρόσληψη της σεροτονί-νης από τον προσυναπτικό νευρώνα (Πίνακας 5.6). 5.2.5.γ-Αμινοβουτυρικό οξύ

Το γ-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA) αποτελεί τον κυριότερο ανασταλτικό νευροδιαβιβαστή στο ΝΣ. Το GABA προέρχεται από το γλουταμινικό οξύ παρουσία ενός ενζύμου, την αποκαρβοξυ-λάση του γλουταμινικού. Η απενεργοποίησή του επιτυγχάνεται με επαναπρόσληψη από τους νευρώ-νες και τα παρακείμενα νευρογλοιακά κύτταρα. Υπάρχουν δύο κατηγορίες υποδοχέων οι GABAA (ιοντοτροπικοί) και οι GABAB (μεταβοτροπικοί). Οι GABAA υποδοχείς απαρτίζονται από υπομονά-δες οι οποίες συνδυάζονται με διαφορετικούς τρόπους και δημιουργούν υποτύπους του υποδοχέα (φαινόμενο που εμφανίζεται αντίστοιχα και στον νικοτινικό υποδοχέα). Οι υποδοχείς GABAΒ συνδέ-ονται με πρωτεΐνες G και τροποποιούν την αγωγιμότητα ιοντικών διαύλων (π.χ. Κ+). Τα φάρμακα που επηρεάζουν τη νευροδιαβίβαση του γ-αμινοβουτυρικού οξέος προσδένονται κυρίως στους υποδοχείς (Πίνακας 5.7).

Πίνακας 5.7.

Φάρμακα που επηρεάζουν τη νευροδιαβίβαση του GABA

ΦΑΡΜΑΚΟ


ΔΡΑΣΗΣ



Φαινοβαρβιτάλη Θέση στο σύμπλοκο GABAA

Ενίσχυση δράσης GABA Αντιεπιληπτικό

Διαζεπάμη Θέση στο σύμπλοκο Ενίσχυση δράσης GABA Άγχος

128

GABAA Βιγαμπατρίνη Αναστέλλει τον μεταβο-

λισμό του GABA Ενίσχυση δράσης GABA Αντιεπιληπτικό

Βακλοφαίνη Αγωνιστής GABAΒ Σύνδεση με πρωτεΐνες Gi Μείωση cAMP και α-γωγιμότητας Ca++, αύ-ξηση αγωγιμότητας Κ+

Ενεργοποίηση υποδοχέ-ων

Μυοχαλαρωτικό

5.2.6.Γλουταμινικό οξύ

Το γλουταμινικό οξύ ανήκει στα αμινοξέα, όπως το ασπαραγινικό, το γ-αμινοβουτυρικό και η γλυκίνη. Είναι ευρέως αποδεκτό ότι το γλουταμινικό οξύ αποτελεί τον κυριότερο διεγερτικό νευροδι-αβιβαστή στο ΚΝΣ. Η σύνθεση του γλουταμινικού πραγματοποιείται είτε από τον μεταβολισμό της γλυκόζης, είτε από τη γλουταμίνη με την καταλυτική παρουσία της φωσφορικής γλουταμινάσης. Ο κύριος τρόπος απενεργοποίησής του αποτελεί η επαναπρόσληψή του. Έχουν προσδιοριστεί ιοντοτρο-πικοί υποδοχείς και μεταβοτροπικοί υποδοχείς. Οι ιοντοτροπικοί αφορούν τον υποδοχέα NMDA, τον υποδοχέα AMPA και τον υποδοχέα του καϊνικού οξέος (τα ονόματά τους προέρχονται από αντίστοι-χες ουσίες που τους διεγείρουν). Υπάρχουν 3 διαφορετικές ομάδες που περιέχουν οκτώ διαφορετικές κατηγορίες των μεταβοτροπικών υποδοχέων (mGluR1-mGluR8). Η διέγερση αυτών των υποδοχέων οδηγεί σε ενεργοπoίηση του συστήματος της PLC και αναστολή του συστήματος της AC.

Aς σημειωθεί, ότι δεν υπάρχουν πολλά φάρμακα που να επηρεάζουν την γλουταμινεργική νευροδιαβίβαση. Η δράση τους εστιάζεται κυρίως στην πρόσδεση τους με τους υποδοχείς του γλου-ταμινικού οξέος (π.χ. η μεμαντίνη που αναστέλλει τους υποδοχείς NMDA και χρησιμοποιείται στην άνοια) ή στη ρύθμιση τασεοεξαρτώμενων διαύλων με επακόλουθη μείωση της νευροδιαβίβασης (π.χ. η λαμοτριγίνη που χρησιμοποιείται στην επιληψία). 5.2.6.Πεπτίδια

Τα πεπτίδια είναι ενδογενείς ενώσεις που παρουσιάζουν ομοιότητες αλλά και διαφορές με τους κλασσικούς νευροδιαβιβαστές. Ορισμένα πεπτίδια, όπως τα ενδογενή οπιοειδή, παρουσιάζουν ρυθμιστική τροποποιητική δράση μακράς διάρκειας στη συναπτική νευροδιαβίβαση.

Στα ενδογενή οπιοειδή ανήκουν οι εγκεφαλίνες, η β ενδορφίνη και οι δυνορφίνες. Οι ουσίες αυτές δρουν μέσω τριών τύπων υποδοχέων (μ, κ, δ) που εμφανίζουν αρκετούς υπότυπους. Παρά τις διαφορές τους σε μετασυναπτικό και προσυναπτικό επίπεδο, οι υποδοχείς αυτοί συνδέονται με G πρωτεΐνες και αναστέλλουν το σύστημα της AC με αποτέλεσμα τη μείωση του cAMP. Κοινός παρο-νομαστής στην ενδοκυττάρια δράση τους αποτελεί η τροποποίηση της διακίνησης ιόντων, με τελικό αποτέλεσμα την αναστολή της προσυναπτικής αγωγιμότητας ιόντων Ca++ και την ενίσχυση της μετα-συναπτικής αγωγιμότητας ιόντων K+ (υπερπόλωση).

Τα ευρέως γνωστά φάρμακα που προσδένονται ως αγωνιστές στους υποδοχείς των ενδογε-νών οπιοειδών είναι τα οπιοειδή αναλγητικά, όπως η μορφίνη, η κωδεΐνη, η μεπεριδίνη (πεθιδίνη) και η φαιντανύλη με τα νεότερα παράγωγά της που χρησιμοποιούνται επιπλέον και στην αναισθησία.


129

Alexander SPH, Mathie A & Peters JA. Guide to Receptors and Channels (GRAC), 5th edn. Br J Pharmacology, 164 (Suppl. 1): S1-S324, 2011.

Hardman JG & Limbard LE (eds.-in-chief), Goodman and Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics (12th ed.), McGraw-Hill, New York, 2011.Katzung, B.G. (ed.) Basic & Clinical Pharmacology (1th ed.). New York: McGraw-Hill, 2012.


Overington JP, Al-Lazikani B & Hopkins AL. How many drug targets are there? Nature Reviews Drug Discovery, 5:993-996, 2006

Ferré S, Casadó V, Devi LA, Filizola M, Jockers R, Lohse MJ, Milligan G, Pin J-P & Guitart X. G Protein–Coupled Receptor Oligomerization Revisited: Functional and Pharmacological Per-spectives. Pharmacol. Rev. 66:413–434, 2014

Smrcka AV. G protein βγ subunits: Central mediators of G protein-coupled receptor signaling. Cell Mol. Life Sci. 65(14): 2191–2214, 2008

130

Μάριος Μαρσέλος, Γεώργιος Λεονταρίτης


ΓΝΩΣΤΟΙ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΕΝΟΙ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ 131

1.Ακετυλοχολίνη [Χολινεργικοί υποδοχείς] 131

2.Αδενοσίνη 133

3.Νοραδρεναλίνη και Αδρεναλίνη – Αδρενεργικοί υποδοχείς 134

4.γ-Αμινοβουτυρικό οξύ (GABA-εργικοί υποδοχείς) 135

5.Αγγειοτενσίνη 136

6.Δίαυλοι ιόντων ασβεστίου 136

7.Κανναβινοειδή 137

8.Ντοπαμίνη (Ντοπαμινεργικοί Υποδοχείς) 138

9.Ισταμίνη - Ισταμινεργικοί υποδοχείς 139

10.Σεροτονίνη (5-Υδροξυτρυπταμίνη) (Σεροτονινεργικοί υποδοχείς) 140

11.ΑΤΡ 143

12.Οπιοειδή 145

13.Προστανοειδή 146

14.Βαζοπρεσσίνη και Ωκυτοκίνη 148

15.Χημειοκίνες – Λευκοκυτταρικοί υποδοχείς 149

16.Στεροειδείς Ορμόνες 149

17.Επιδερμικός αυξητικός παράγοντας 151

18.Κυκλοοξυγενάσες 152


131

Κεφάλαιο 6

ΓΝΩΣΤΟΙ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΕΝΟΙ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ Η πρόοδος των ερευνητικών τεχνικών έχει βοηθήσει στην απομόνωση και τον χαρακτηρισμό

πολλών μεγαλομορίων που διαθέτουν ιδιότητες υποδοχέων για συγκεκριμένα ενδογενή μόρια. Οι πε-ρισσότεροι από αυτούς τους υποδοχείς είναι σε θέση να λειτουργήσουν και ως αποδέκτες φαρμάκων ή άλλων ξενοβιοτικών.

Μια αναλυτική περιγραφή και κατηγοριοποίηση όλων των γνωστών και χαρακτηρισμένων υποδοχέων δεν είναι ο σκοπός αυτού του κεφαλαίου. Προτιμήθηκε να δοθεί έμφαση σε συστήματα και υποδοχείς που έχουν ιδιαίτερη ιστορική αλλά και πρακτική σημασία στη φαρμακολογική έρευνα και στη φαρμακοθεραπεία. Επιπλέον, επιλέχθηκαν υποδοχείς από όλες τις κατηγορίες υποδοχέων, όπως π.χ., GPCR, πυρηνικοί υποδοχείς, ιοντικοί δίαυλοι, υποδοχείς με δραστικότητα τυροσινικής κινάσης, πρωτεΐνες-ένζυμα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως, π.χ., στους υποδοχείς των χημειοκινών, προτιμήθηκε να παρουσιαστεί όλη η υποοικογένεια των υποδοχέων ως σύνολο και όχι κάθε μέλος ξεχωριστά, επειδή αυτό θα καθιστούσε το κείμενο εξαιρετικά πολύπλοκο. Επιπλέον, στην περιγραφή όλων των υποδοχέων έγινε προσπάθεια να παρουσιαστούν ενδεικτικά παραδείγματα εκλεκτικών α-γωνιστών και ανταγωνιστών. Αξίζει να σημειωθεί ότι αρκετοί από αυτούς τους αγωνιστές και αντα-γωνιστές είναι είτε πολύτιμα ερευνητικά φαρμακολογικά εργαλεία για τη μελέτη των υποδοχέων, είτε ευρέως χρησιμοποιούμενα φάρμακα.

Στο κεφάλαιο αυτό, δίνεται ιδιαίτερη έμφαση σε θέματα όπως η ταυτοποίηση διαφόρων υπο-τύπων υποδοχέων, η ιστική τους κατανομή, οι μηχανισμοί που ενεργοποιούνται κατά τη σύνδεσή τους με τα διάφορα προσδέματα, καθώς και οι λειτουργίες που επηρεάζονται από τη διέγερση ή την αναστολή τους. Πρέπει να σημειωθεί, ότι στο συγκεκριμένο επιστημονικό πεδίο επιτελούνται συνε-χείς αναθεωρήσεις, λόγω των νεότερων ερευνητικών δεδομένων. Ιδιαίτερα σημαντικές είναι οι νέες ανακαλύψεις που σχετίζονται με την παρουσία και την αλληλεπίδραση διαφορετικών υποτύπων, στους οποίους οι υποδοχείς εμφανίζονται ως λειτουργικά μονομερή, διμερή ή και πολυμερή δομικών υπομονάδων. Κατά κανόνα, από τις διαφορές στη χωροδιάταξη των υπομονάδων προκύπτουν επίσης και διαφορές στη λειτουργική απάντηση των κυττάρων.

Η Διεθνής Ομοσπονδία των Επιστημονικών Εταιρειών Φαρμακολογίας (International Union of Pharmacology, IUPHAR) έχει συστήσει διαρκή επιτροπή με στόχο την κατάταξη των υποδοχέων και την καθιέρωση κοινής ορολογίας. Αυτό κρίθηκε αναγκαίο, όταν διαπιστώθηκε ότι η έντονη ερευ-νητική δραστηριότητα σε αυτόν τον τομέα είχε οδηγήσει σε σύγχυση, από τη χρήση διαφορετικών όρων για την περιγραφή των ίδιων υποδοχέων.

1.Ακετυλοχολίνη [Χολινεργικοί υποδοχείς]

Η ακετυλοχολίνη αποτελεί τον νευροδιαβιβαστή των καλουμένων «χολινεργικών» νευρώ-νων, οι οποίοι απαντούν τόσο στο ΚΝΣ όσο και στην περιφέρεια. Η διέγερση των υποδοχέων τερμα-τίζεται με την υδρόλυση της ακετυλοχολίνης από το ένζυμο ακετυλοχολινεστεράση. Ανάλογα με τις ιδιότητές τους (κατανομή στους ιστούς, εκλεκτική σύνδεση με αγωνιστές ή ανταγωνιστές) οι υποδο-χείς της ακετυλοχολίνης διακρίνονται σε «μουσκαρινικούς» και «νικοτινικούς». Τα φυσικά αλκαλο-ειδή του τροπανίου (ατροπίνη, σκοπολαμίνη) δεν εμφανίζουν εκλεκτικότητα ως προς τους μουσκαρι-νικούς υποδοχείς, με αποτέλεσμα να προκύπτει διάχυτη αντιχολινεργική δράση και, συνεπώς, ποικί-λες ανεπιθύμητες ενέργειες. Το πρόβλημα αυτό έχει ξεπεραστεί με την εισαγωγή στη θεραπευτική συνθετικών και ημισυνθετικών παραγώγων (ακλινίδιο, ιπρατρόπιο, πιρενζεπίνη, τιοτρόποιο, κ.ά.), με εκλεκτική πρόσδεση στους διαφόρους υποτύπους των μουσκαρινικών υποδοχέων. Μουσκαρινικοί υποδοχείς (GPCR) Τύπος υποδοχέων: M1

132

Εκλεκτικοί αγωνιστές: McN-A-343 και η σχετικώς εκλεκτική οξοτρεμορίνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δαριφενασίνη, Ιμπασίνη, Ιπρατρόπιο, Πιρενζεπίνη, Τιοτρόπιο, Τριπιτρα-μίνη Ιστική κατανομή: Πρόσθιος εγκέφαλος, γάγγλια ΑΝΣ, εξωκρινείς αδένες. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Εκπόλωση του άνω αυχενικού γαγγλίου (επίμυς), συστολή της σαφηνούς φλέβας (σκύλος). Τύπος υποδοχέων: Μ2 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Γαλλαμίνη, Δαριφενασίνη, Ιμπασίνη, Ιπρατρόπιο, Πιρενζεπίνη, Τιοτρόπι-ο, Τριπιτραμίνη Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος (κυρίως μεσεγκέφαλος και γέφυρα), γάγγλια ΑΝΣ, καρδιά, λείες μυϊ-κές ίνες. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Βραδυκαρδία, αρνητική ινότροπος επίδραση. Τύπος υποδοχέων: M3 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Ακλινίδιο, Γλυκοπυρρολάτη, Δαριφενασίνη, Ιμπασίνη, Ιπρατρόπιο, Πι-ρενζεπίνη, Τιοτρόπιο, Τριπιτραμίνη Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος, γάγγλια ΑΝΣ, εξωκρινείς αδένες, λείες μυϊκές ίνες. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Συστολή λείων μυϊκών ινών. Τύπος υποδοχέων: M4 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δαριφενασίνη, Ιμπασίνη, Πιρενζεπίνη, Τριπιτραμίνη Ιστική κατανομή: Πρόσθιος εγκέφαλος, γάγγλια ΑΝΣ Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Χάλαση του άνω κοκκυγικού μυός (κουνέλι), μετά από προηγούμενη σύ-σπαση με την επίδραση ισταμίνης. Τύπος υποδοχέων: M5 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δαριφενασίνη, Ιμπασίνη, Πιρενζεπίνη, Τριπιτραμίνη Ιστική κα-τανομή: Εγκέφαλος (μέλαινα ουσία, ιππόκαμπος). Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. Νικοτινικοί υποδοχείς (ιοντικοί δίαυλοι) Τύπος υποδοχέων: N-M (συνδυασμός υπομονάδων α1, β1, γ, δ και ε) Εκλεκτικοί αγωνιστές: Φαινυλ-τριμεθυλαμμώνιο (σχετικώς εκλεκτικός) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Τουβοκουραρίνη, α-μπουνγκαροτοξίνη Ιστική κατανομή: Νευρομυϊκές συνάψεις. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση κατιοντικών διαύλων. Λειτουργική απάντηση: Εκπόλωση τελικής κινητικής πλάκας (σύσπαση γραμμωτών ινών). Τύπος υποδοχέων: Ν-Ν (συνδυασμός υπομονάδων α2-α9 και β2-β4). Εκλεκτικοί αγωνιστές: Επιβατιδίνη. Σχετικώς εκλεκτικά μόρια η κυτισίνη και το διμεθυλ-φαινυλοπιπεραζίνιο.

133

Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Τριμεθαφάνη (σχετικώς εκλεκτικός) Ιστική κατανομή: Γάγγλια του ΑΝΣ, μυελός των επινεφριδίων, ΚΝΣ. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση κατιοντικών διαύλων. Λειτουργική απάντηση: Γάγγλια ΑΝΣ: εκπόλωση και διέγερση μεταγαγγλιακών νευρώνων. Μυελός επινεφριδίων: έκλυση κατεχολαμινών. ΚΝΣ: ασαφής.

Οι νικοτινικοί υποδοχείς ταξινομούνται λεπτομερέστερα σε εννέα υποτύπους (α1* - α9*), με βάση την υπομονάδα α και έχοντας ως κριτήριο τις άλλες υπομονάδες που συνδέονται και απαρτιώ-νονται μεταξύ τους ώστε να λάβει ο υποδοχέας την τελική μορφή του στον χώρο. 2.Αδενοσίνη

Η αδενοσίνη είναι ένα νουκλεοτίδιο με διάχυτη παρουσία στον οργανισμό και με εκλεκτικά σημεία δράσης. Οι υποδοχείς της αδενοσίνης είναι τύπου GPCRκαι ονομάζονταν «πουρινεργικοί υ-ποδοχείς τύπου 1», αλλά ο όρος αυτός έχει πλέον εγκαταλειφθεί. Η λειτουργία της αδενοσίνης δεν έχει αποσαφηνιστεί πλήρως. Φαίνεται ότι διαδραματίζει σημαντικό ρόλο σε πολλά επίπεδα ρύθμισης της ομοιοστασίας των ιστών, ενώ στον εγκέφαλο ασκεί γενικώς μια ρυθμιστική καταστολή στα νευ-ρωνικά κυκλώματα της ακετυλοχολίνης και της νοραδρεναλίνης. Πιστεύεται ότι στους ίδιους υποδο-χείς επενεργούν και άλλα νουκλεοτίδια, πλην της αδενοσίνης, καθώς και εξωγενείς ουσίες με παρό-μοια χημική δομή. Τύπος υποδοχέων: Α1 Εκλεκτικοί αγωνιστές: CPA, CCPA, CHA Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: DPCPX, 8-CPT, WRCO571 Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος (παντού, αλλά κυρίως σε φλοιό, ιππόκαμπο, παρεγκεφαλίδα), νωτιαίος μυελός, λιπώδης ιστός, όρχεις, μήτρα, καρδιά, νεφροί, σκελετικοί μύες, ήπαρ, έντερο, στόμαχος. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/o Λειτουργική απάντηση: Βραδυκαρδία, αναστολή λιπόλυσης, μείωση της σπειραματικής διήθησης και της νατριούρησης, κεντρική αναλγητική δράση, μείωση του αδρενεργικού και χολινεργικού τόνου στον εγκέφαλο, προσυναπτική αναστολή της διεγερτικής νευροδιαβίβασης. Τύπος υποδοχέων: Α2A Εκλεκτικοί αγωνιστές: CGS21680, APEC, PAPA-APEC, HENECA, CV1808, Αλκοξυαδενοσίνες Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: SCH58261, ZM241385, KF17837, CSC Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος (παντού, αλλά κυρίως σε μεσολόβιο, οσφρητικά επάρματα, επικλινή πυρήνα), λιπώδης ιστός, θύμος, καρδιά, πνεύμονες, σπλήνας, όρχεις, οισοφάγος. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gs. Λειτουργική απάντηση: Απαρτίωση αισθητικοκινητικών οδών στα βασικά γάγγλια, αναστολή συ-γκόλλησης αιμοπεταλίων και λειτουργίας πολυμορφοπυρήνων λευκοκυττάρων, αγγειοδιαστολή, ε-νεργοποίηση αισθητικών νεύρων. Τύπος υποδοχέων: Α2B Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Αλλοξαζίνη (σχετικώς εκλεκτικός) Ιστική κατανομή: Παχύ έντερο, ουροδόχος κύστη, πνεύμονες, εγκέφαλος. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gs. Λειτουργική απάντηση: Χάλαση λείων μυϊκών ινών, απελευθέρωση φλεγμονωδών διαμεσολαβητών. Τύπος υποδοχέων: A3 Εκλεκτικοί αγωνιστές: CI-IB-MECA Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: MRS1191, MRS1220

134

Ιστική κατανομή: Όρχεις, πνεύμονες, καρδιά, νεφροί, εγκέφαλος (ραβδωτό, φλοιός, οσφρητικά ε-πάρματα). Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/ο. Λειτουργική απάντηση: Aπελευθέρωση φλεγμονωδών διαμεσολαβητών, ρύθμιση της λειτουργίας του υποδοχέα Α1. 3.Νοραδρεναλίνη και Αδρεναλίνη – Αδρενεργικοί υποδοχείς

Οι αδρενεργικοί υποδοχείς είναι GPCR,συμμετέχουν στη φυσιολογία όλων των ζωτικών ορ-γάνων και έχουν ιδιαίτερη σημασία για τη λειτουργία του εγκεφάλου, του διάμεσου μεταβολισμού, του κυκλοφορικού συστήματος και του αναπνευστικού συστήματος. Ενδογενείς διεγέρτες αυτών των υποδοχέων είναι οι κατεχολαμίνες νοραδρεναλίνη και αδρεναλίνη. Τύπος υποδοχέων: α1, υπότυπος α1Α Εκλεκτικοί αγωνιστές: Οξυμεταζολίνη, Α61603 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Πραζοσίνη, (+)-Νιγουλδιπίνη, 5-μεθυλουραπιδίλη, SNAP5089, Rec152739, RS17053, SB2164469, Ro700004, KMD3213 Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος, προστάτης, σπερματικός τόνος, καρδιά, αγγεία. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Συστολή ινών μυοκαρδίου και λείων μυϊκών ινών. Τύπος υποδοχέων: α1, υπότυπος α1Β Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Πραζοσίνη, Χλωραιθυλοκλονιδίνη (δεν είναι εκλεκτικός) Ιστική κατανομή: Σπλήνας, νεφροί, εγκέφαλος, καρδιά, αγγεία. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gq/11, επίταση ανακύκλωσης της φωσφορι-κής ινοσιτόλης, ενεργοποίηση διαύλων Ca++. Λειτουργική απάντηση: Συστολή λείων μυϊκών ινών. Τύπος υποδοχέων: α1, υπότυπος α1D Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Πραζοσίνη,BMY7378 Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος, αορτή και άλλα μεγάλα αγγεία. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Συστολή λείων μυϊκών ινών. Τύπος υποδοχέων: α2, υπότυπος α2Α Εκλεκτικοί αγωνιστές: Συγκριτικώς με άλλους α2 υποτύπους: Οξυμεταζολίνη, γουανφασίνη Συγκριτικά με τους α1 υποτύπους: α-Μεθυλνοραδρεναλίνη, κλονιδίνη, d-μεδετομιδίνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: BRL44408, BRL48962 Ιστική κατανομή: Αιμοπετάλια, εγκέφαλος, νωτιαίος μυελός, λιπώδης ιστός, αορτή, νεφροί, σπλή-νας. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/ο. Λειτουργική απάντηση: Συμμετέχουν στη μείωση της αρτηριακής πίεσης, την αναλγησία, την κε-ντρική καταστολή και την αναισθησία. Τύπος υποδοχέων: α2, υπότυπος α2Β Εκλεκτικοί αγωνιστές: Συγκριτικώς με τους α1 υποτύπους: α-Μεθυλνοραδρεναλίνη, κλονιδίνη, UK14304, d-μεδετομιδίνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Ιμιλοξάνη Ιστική κατανομή: Ήπαρ, σπλήνας, καρδιά, νεφροί, θάλαμος, οσφρητικά επάρματα, μεσολόβιο, πα-ρεγκεφαλίδα.

135

Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/ο. Λειτουργική απάντηση: Αγγειοσύσπαση. Τύπος υποδοχέων: α2, υπότυπος α2C Εκλεκτικοί αγωνιστές: Συγκριτικώς με τους α1 υποτύπους: α-Μεθυλνοραδρεναλίνη, κλονιδίνη, UK14304, d-μεδετομιδίνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές:JP1302 Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος, καρδιά, πνεύμονες, αορτή, νεφροί. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/ο. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. Τύπος υποδοχέων: β1 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Νοραδρεναλίνη, αδρεναλίνη, δανοπαμίνη, ξαμοτερόλη, RO363 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Ατενολόλη, βεταξολόλη Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος (φλοιός, ιππόκαμπος, διάμεσος εγκέφαλος, παρεγκεφαλίδα, κερκοφό-ρος πυρήνας), καρδιά. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gs. Λειτουργική απάντηση: Αύξηση της καρδιακής συχνότητας και της συσταλτότητας του μυοκαρδίου (δρομότροπος και ινότροπος δράση). Τύπος υποδοχέων: β2 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Αδρεναλίνη, νοραδρεναλίνη, σαλμετερόλη, σαλβουταμόλη, φορμοτερόλη, τερβουταλίνη, φενοτερόλη, προκατερόλη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: ICI118551 Ιστική κατανομή: Παρεγκεφαλίς, φλοιός, κερκοφόρος πυρήνας, ιππόκαμπος, διάμεσος εγκέφαλος, πνεύμονες, μυομήτριο. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gs. Λειτουργική απάντηση: Μείωση του τόνου των λείων μυϊκών ινών. Τύπος υποδοχέων: β3 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Νοραδρεναλίνη, αδρεναλίνη, BRL37344, CGP12177, CL316243 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: SR59230A Ιστική κατανομή: Λιποκύτταρα, χοληδόχος κύστη, λεπτό έντερο, στόμαχος, προστάτης, καρδιά (α-ριστερός κόλπος). Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gs. Λειτουργική απάντηση: Λιπόλυση, καταστολή της καρδιακής λειτουργίας. 4.γ-Αμινοβουτυρικό οξύ (GABA-εργικοί υποδοχείς)

Οι υποδοχείς του γ-αμινοβουτυρικού οξέος συμμετέχουν κυρίως σε ανασταλτικά νευρωνικά κυκλώματα, τόσο στον εγκέφαλο όσο και στο νωτιαίο μυελό. Θεωρούνται σημεία δράσης πολλών φαρμάκων με ηρεμιστικές και υπνωτικές ιδιότητες. Το γεγονός αυτό εξηγεί το ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη δομή και τη λειτουργία των GABA-εργικών υποδοχέων και των ποικίλων υποτύπων τους, οι οποίοι σχηματίζονται από τουλάχιστον πέντε δομικές υπομονάδες. Τύπος υποδοχέων: GABAA, (ιοντικός δίαυλος) υπάρχει ποικιλία υποτύπων που εξαρτάται από το συνδυασμό πέντε δομικών υπομονάδων (α, β, γ, δ και ε) Εκλεκτικοί αγωνιστές: Μουσκιμόλη, πικροτοξίνη (σχετικώς εκλεκτικοί). Ως «συναγωνιστές» επε-νεργούν πολλά κατασταλτικά φάρμακα (βενζοδιαζεπίνες, βαρβιτουρικά, αιθανόλη, αναισθητικά στε-ροειδή, πτητικά αναισθητικά, ιμιδαζοπυριδίνες - ζολπιδέμη) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Μπικουκουλλίνη, πεντυλενοτετραζόλη, φλουμαζενίλη, πενικιλλίνη (σχε-τικώς εκλεκτικοί)

136

Ιστική κατανομή: Διάχυτη παρουσία στον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση διαύλων Cl-. Λειτουργική απάντηση: Δραστηριοποίηση ανασταλτικών νευρωνικών κυκλωμάτων Τύπος υποδοχέων: GABAB (τύπου GPCR) Εκλεκτικοί αγωνιστές: Μπικουκουλλίνη, μουσκιμόλη, πικροτοξίνη (σχετικώς εκλεκτικοί) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Πεντυλενοτετραζόλη Ιστική κατανομή: Διάχυτη κατανομή στον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Δραστηριοποίηση ανασταλτικών νευρωνικών κυκλωμάτων. 5.Αγγειοτενσίνη

Η αγγειοτενσίνη Ι είναι ένα αδρανές δεκαπεπτίδιο που μεταπίπτει στο δραστικό οκταπεπτίδιο αγγειοτενσίνη ΙΙ, υπό την επίδραση του ενζύμου ρενίνη. Η μετατροπή αυτή αποτελεί σημαντικό μη-χανισμό για τη διατήρηση φυσιολογικής αρτηριακής πίεσης. Η ρενίνη παράγεται στους νεφρούς από τους παρασπειραματοειδείς σχηματισμούς, όταν μειώνεται η υδροστατική πίεση στα προσαγωγά νε-φρικά αρτηρίδια. Εκτός από την αύξηση του τόνου των αγγείων, η αγγειοτενσίνη ΙΙ διεγείρει την έ-κλυση αλδοστερόνης από τον φλοιό των επινεφριδίων. Όλοι οι υποδοχείς της αγγειοτενσίνης είναι τύπου GPCR. Τύπος υποδοχέων: ΑΤ1 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Ang II, Ang III, L162313 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Λοσαρτάνη, Βαλσαρτάνη, Ιρβεσαρτάνη, Επροσαρτάνη, Κανδεσαρτάνη, Ολμεσαρτάνη, Σαπρισαρτάνη Ιστική κατανομή: Ήπαρ, νεφροί, επινεφρίδια, πνεύμονες, καρδιά, θύμος, μήτρα, ωοθήκες, αορτή. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Συστολή των λείων μυϊκών ινών. Υπερπλασία των λείων μυϊκών ινών. Έ-κλυση αλδοστερόνης και αντιδιουρητικής ορμόνης. Σωληναριακή επαναρρόφηση ιόντων νατρίου. Τύπος υποδοχέων: ΑΤ2 Εκλεκτικοί αγωνιστές: CGP42112, π-αμινοφαινυλαλανίνη-Ang II Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: PD123177, PD123319 Ιστική κατανομή: Μυελός επινεφριδίων, εγκέφαλος, καρδιά, νεφροί, ήπαρ. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Μείωση του τόνου των λείων μυϊκών ινών, αγγειοδιαστολή, επίταση της απόπτωσης. 6.Δίαυλοι ιόντων ασβεστίου

Η διακίνηση Ca++ σε ορισμένα κύτταρα έχει αποδειχθεί ότι σχετίζεται με πολλές σημαντικές ενδοκυτταρικές λειτουργίες. Ιδιαίτερα στις μυϊκές ίνες των αγγείων του μυοκαδίου και των σκελετι-κών μυών, οι δίαυλοι ασβεστίου ενεργοποιούνται κατά την ηλεκτρική διέγερση και συμμετέχουν στη μυϊκή συστολή. Στη θεραπευτική, χρησιμοποιούνται τέσσερις διαφορετικοί τύποι αναστολέων των διαύλων ασβεστίου: οι διυδροπυριδίνες (νικαρδιπίνη, νιφεδιπίνη, ισραδιπίνη, αμλοδιπίνη, φελοδιπίνη, ιμοδιπίνη), οι φαιλυλαλκυλαμίνες (βεραπαμίλη), οι βενζοθειαζεπίνες (διλτιαζέμη) και οι διαρυλαμι-νοπροπυλαμίνες (βεπριδίλη). Τα φάρμακα αυτά συνδέονται με διαφορετικές υπομονάδες των διαύ-λων ασβεστίου, ή με διαφορετικά σημεία της ίδιας υπομονάδας. Γενικά, μέχρι σήμερα έχουν αναγνω-ριστεί πέντε διαφορετικοί τύποι υποδοχέων-διαύλων ασβεστίου, ανάλογα με τη δομή των υπομονά-δων που τους απαρτίζουν. Αποτελούνται από πρωτεϊνικά συμπλέγματα ετερο-ολιγομερών. Σημαντικό ρόλο διαδραματίζει η υπομονάδα α1, η οποία σχηματίζει τον πόρο του διαύλου. Το εξωκυττάριο τμή-μα της λειτουργεί ως υποδοχέας για όλες τις ουσίες που δρουν ως αγωνιστές ή ανταγωνιστές. Οι δέκα

137

υπότυποι των διαύλων/υποδοχέων μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις οικογένειες: (1) υποδοχείς υ-ψηλού δυναμικού ενεργείας με ευαισθησία στις διυδροπυριδίνες (τύπου L, Cav1.x), (2) υποδοχείς υψηλού δυναμικού ενεργείας χωρίς ευαισθησία στις διυδροπυριδίνες (τύπου P, N, R, Cav2.x) και (3) υποδοχείς χαμηλού δυναμικού ενεργείας (τύπου T, Cav3.x). Τύπος υποδοχέων: L [Cav1.1 ή α1S, Cav1.2 ή α1C,Cav1.3 ή α1D, Cav1.4 ή α1F] Εκλεκτικοί αγωνιστές:(-)-(S)-BayK8644 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Διυδροπυριδίνες Ιστική κατανομή: Μυοκάρδιο, λείες μυϊκές ίνες, ενδοκρινείς αδένες, νευρώνες. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Μείωση του ρεύματος ιόντων Ca++. Πιθανώς, ενεργοποίηση γονιδίων. Λειτουργική απάντηση: Αγγειοδιαστολή, μείωση καρδιακής αυτοματίας. Τύπος υποδοχέων: P και Q [Cav2.1 ή α1a] Εκλεκτικοί αγωνιστές: - Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: ω-Αγατοξίνη IVA Ιστική κατανομή: Νευρώνες (ειδικά στις ίνες Purkinje της παρεγκεφαλίδας). Μηχανισμοί σηματοδότησης: Μείωση του ρεύματος ιόντων Ca++. Λειτουργική απάντηση: Έκλυση διαβιβαστών. Τύπος υποδοχέων: Ν [Cav2.2 ή α1Β] Εκλεκτικοί αγωνιστές: - Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: ω-Κωνοτοξίνη GVIA Ιστική κατανομή: Νευρώνες. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Μείωση του ρεύματος ιόντων Ca++. Λειτουργική απάντηση: Έκλυση διαβιβαστών. Τύπος υποδοχέων:R [Cav2.3 ή α1E] Εκλεκτικοί αγωνιστές: - Εκλεκτικοί ανταγωνιστές:SNX482 (μειωμένης εκλεκτικότητας) Ιστική κατανομή: Νευρώνες. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Μείωση του ρεύματος ιόντων Ca++. Λειτουργική απάντηση: Έκλυση διαβιβαστών. Τύπος υποδοχέων: T [Cav3.1 ή α1G, Cav3.2 ή α1H,Cav3.3 ή α1I] Εκλεκτικοί αγωνιστές: - Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Μιβεφραδίλη Ιστική κατανομή: Καρδιά, ενδοκρινείς αδένες, νευρώνες. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Μείωση του ρεύματος ιόντων Ca++. Λειτουργική απάντηση: Συμμετοχή σε μηχανισμούς αυτοματίας. 7.Κανναβινοειδή

Οι υποδοχείς των κανναβινοειδών (τύπου GPCR) οφείλουν το όνομά τους στο γεγονός ότι μελετήθηκαν αρχικά σε σχέση με τη φαρμακολογική δράση των δραστικών συστατικών του φυτού Cannabis sativa. Αργότερα, διαπιστώθηκε ότι στους υποδοχείς αυτούς συνδέονται, επίσης, οι ενδογε-νείς ουσίες αραχιδονυλο-αιθανολαμίδη (ανανταμίδη) και 2-αραχιδονυλο-γλυκερόλη. Δεν είναι ακόμη σαφές, εάν οι ουσίες αυτές αποτελούν τα μόνα ή τα σημαντικότερα «ενδογενή κανναβινοειδή», δεδο-μένου ότι παραμένει άγνωστη η φυσιολογική σημασία της σύνδεσης αυτών των ουσιών με τους υπο-δοχείς των κανναβινοειδών. Τύπος υποδοχέων: CB1

138

Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεσακετυλο-λεβοναντραδόλη, 11-ΟΗ-Δ9-τετραϋδρο-κανναβινόλη, Δ9-τετραϋδρο-κανναβινόλη, Δ8-τετραϋδρο-κανναβινόλη, αραχιδονυλο-αιθανολαμίδη, 2-αραχιδονυλο-γλυκερόλη, κανναβινόλη, κανναβιδιόλη, HU211, CP55243, WIN55212-3] Αντίστροφος αγωνιστής: Ριμοναμπάντη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: SR141716A, Ly320135 Ιστική κατανομή: Κυρίως στο ΚΝΣ (βασικά γάγγλια, ιππόκαμπος, παρεγκεφαλίδα, φλοιός). Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Ρύθμιση της έκλυσης νευροδιαβιβαστών. Τύπος υποδοχέων: CB2 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Σχετικώς μεγάλη εκλεκτικότητα για τους CB2 έναντι των CB1 δείχνουν ορι-σμένα αμινο-αλκυλ-ινδολικά παράγωγα (WIN552122, JWH015, JWHO51) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: SR144528 Ιστική κατανομή: Στην περιφέρεια (σπλήνας, λεμφαδένες, αμυγδαλές, μυελός των οστών, λευκοκύτ-ταρα). Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. 8.Ντοπαμίνη (Ντοπαμινεργικοί Υποδοχείς)

Η ντοπαμίνη ανήκει στις κατεχολαμίνες που διαθέτουν νευροδιαβιβαστικές ιδιότητες. Από βιοχημική άποψη, αποτελεί προδρομική μορφή της νοραδρεναλίνης. Από φυσιολογική άποψη, δρα ως ανεξάρτητη ένωση και συμμετέχει σε βασικές λειτουργίες που σχετίζονται με την κινητικότητα, με διάφορους ενδοκρινικούς άξονες, καθώς και με την απαρτίωση της συμπεριφοράς. Ντοπαμινεργι-κές οδοί υπάρχουν επίσης στην περιφέρεια, όπου φαίνεται ότι εμπλέκονται κυρίως στη ρύθμιση της λειτουργίας του κυκλοφορικού συστήματος. Η πρώιμη διαπίστωση ότι πολλά αντιψυχωτικά φάρμακα λειτουργούν ως ανταγωνιστές των ντοπαμινεργικών υποδοχέων οδήγησε στη λεπτομερή μελέτη αυ-τών των υποδοχέων και στην αναζήτηση εκλεκτικών αγωνιστών και ανταγωνιστών. Όλοι οι ντοπαμι-νεργικοί υποδοχείς είναι τύπου GPCR. Τύπος υποδοχέων: D1 Εκλεκτικοί αγωνιστές: SKF38393, SKF81297 (επιδρά,επίσης, στους υποδοχείς D5) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: SCH23390 (επιδρά,επίσης, στους υποδοχείς D5) Ιστική κατανομή: Νευρώνες του μελαινοραβδωτού συστήματος (ιδιαίτερα όσοι διαθέτουν υποδοχείς της ουσίας Ρ και της δυνορφίνης), οσφρητικό φυμάτιο, νεοφλοιός, ιππόκαμπος, αμυγδαλή, αμφιβλη-στροειδής. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gs. Λειτουργική απάντηση: Λειτουργίες κινητοποίησης και κινητικότητας, επίπεδο συνείδησης, έκκριση παραθορμόνης. Τύπος υποδοχέων: D2 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Βρωμοκριπτίνη, λισουρίδη, σουμανιρόλη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Αλοπεριδόλη, δομπεριδόνη, ρακλοπρίδη Ιστική κατανομή: Ραβδωτό σώμα (κυρίως σε νευρώνες που φέρουν υποδοχείς εγκεφαλίνης), οσφρη-τικό φυμάτιο, μεσολόβιο, υποθάλαμος, ιππόκαμπος, εγκεφαλικός φλοιός, μέλαινα ουσία, έδαφος κοι-λιών. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Κινητοποίηση και εκούσια κινητικότητα, επίπεδο συνείδησης, ντοπαμινερ-γικοί υποδοχείς, έκκριση υποφυσιακών ορμονών. Τύπος υποδοχέων: D3 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Κινελοράνη, πραμιπεξόλη

139

Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Ναφαδοτρίδη Ιστική κατανομή: Νησίδια του Calleja (κοκκιώδη κύταρα πλούσια σε ουσία Ρ), περίβλημα του επι-κλινούς πυρήνα (νευρώνες που περιέχουν ουσία Ρ και νευροτενσίνη), ίνες Purkinje της παρεγκεφαλί-δας, νευροεπιθήλιο του πυθμένα των κοιλιών, μέλαινα ουσία. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Ρύθμιση της βουλητικής κινητοποίησης. Τύπος υποδοχέων: D4 Εκλεκτικοί αγωνιστές: PD168077 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: NGD941, L745870, YM50001, U101387, κλοζαπίνη (καταλαμβάνει επί-σης τους υποδοχείς D1, καθώς και άλλους αμινικούς υποδοχείς) Ιστική κατανομή: Τοξοειδής δεσμίδα της λευκής ουσίας, ρινικός φλοιός, πλάγιος διαφραγματικός πυρήνας, ιππόκαμπος, κοκκιώδη κύτταρα της παρεγκεφαλίδας, αμφιβληστροειδής, καρδιά. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. Τύπος υποδοχέων: D5 Εκλεκτικοί αγωνιστές: SKF38393 (διεγείρει επίσης τους υποδοχείς D1) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: SCH23390 (αποκλείει επίσης τους υποδοχείς D1) Ιστική κατανομή: Ιππόκαμπος, δεσμιδωτός πυρήνας του θαλάμου, πλάγιος πυρήνας των μαστίων. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gs. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. 9.Ισταμίνη - Ισταμινεργικοί υποδοχείς

Η ισταμίνη έχει διάχυτη παρουσία σε ολόκληρο τον οργανισμό και εκλύεται από ποικίλους τύπους κυττάρων (μαστοκύτταρα, κύτταρα εντεροχρωμαφίνης, νευρώνες κ.ά.). Ο ρόλος της ισταμί-νης στη διεργασία της φλεγμονής, ιδιαίτερα σε ότι αφορά τη διαπερατότητα των τριχοειδών, ήταν γνωστός από πολύ παλιά, όπως ήταν γνωστή και η συμμετοχή της στις αλλεργικές αντιδράσεις. Τα κλασικά αντιισταμινικά φάρμακα χρησιμοποιούνται με επιτυχία σε αυτές τις καταστάσεις. Από την άλλη πλευρά, η διαπίστωση ότι είναι παρούσα στον γαστρικό βλεννογόνο και συμμετέχει στην έκ-κριση υδροχλωρικού οξέος οδήγησε στην ανάπτυξη φαρμακευτικών ουσιών για την αντιμετώπιση του πεπτικού έλκους. Επίσης, πιθανολογείται κάποιος ρόλος της ισταμίνης στη ρύθμιση της κεντρι-κής νευροδιαβίβασης. Όλοι οι ισταμινεργικοί υποδοχείς είναι τύπου GPCR. Τύπος υποδοχέων: Η1 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Ισταπροδιφένη, 2-(3-τριφθοριομεθυλο)-Φαινυλισταμίνη, 2-θειαζολυλαιθυλαμίνη, 2-πυριδυλαιθυλαμίνη, 2-μεθυλισταμίνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Μεπυραμίνη, χλωροφαινιραμίνη, trans-τριπρολιδίνη, τεμελαστίνη, προ-μεθαζίνη, αρπρομιδίνη (σχετικώς εκλεκτικός ανταγωνιστής) Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος, πνεύμονες, καρδιά, σκελετικοί μυς, νεφροί, λείες μυϊκές ίνες (βρόγχοι, αγγεία, έντερο), μυελός επινεφριδίων, ενδοθήλιο, λεμφοκύτταρα, πακούντας. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Συστολή λείων μυϊκών ινών, αύξηση της διαβατότητας των αγγείων, διέγερ-ση του μυελού των επινεφριδίων, αρνητική ινότροπος δράση, ηλεκτρική υπερδραστηριότητα των νευρώνων (παρατηρούνται τεράστιες διαφορές στα ανωτέρω, ανάλογα με το χρησιμοποιούμενο πει-ραματόζωο). Τύπος υποδοχέων: Η2 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Αμαθαμίνη, διμαπρίτη, ιμπρομιδίνη, αρπρομιδίνη, 4-μεθυλισταμίνη

140

Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Σιμετιδίνη, ρανιτιδίνη, φαμοτιδίνη, ζολαντιτίδη, μιφεντιδίνη, θειοτιδίνη, ιωδαμινοποτεντιδίνη Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος, καρδιά, τοιχωματικά κύτταρα στομάχου, λείες μυϊκές ίνες, ουδετερό-φιλα, βασεόφιλα, λεμφοκύτταρα, μαστοκύτταρα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gs. Λειτουργική απάντηση: Διέγερση των γαστρικών εκκρίσεων, χάλαση λείων μυϊκών ινών, θετική ινό-τροπος και χρονότροπος δράση, αναστολή της λειτουργίας των λεμφοκυττάρων, μείωση της ηλεκτρι-κής δραστηριότητας των νευρώνων (υπερεκπόλωση ή διευκόλυνση της αγωγής ερεθισμάτων). Τύπος υποδοχέων: Η3 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Ιμεπίπη, μεθιμεπίπη, ιμμεθριδίνη, R-α-μεθυλισταμίνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Θειοπεραμίδη, ιωδοφαινοπροπίτη, χλωροβενοπροπίτη, ιωδοπροξυφάνη, ιμπενταμίνη, GR174737 Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος, αυτόνομες απολήξεις του αναπνευστικού συστήματος, λείες μυϊκές ίνες του εντέρου και των αγγείων. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Αναστολή της έκλυσης νευροδιαβιβαστών. Τύπος υποδοχέων: Η4 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Κλομπεπροπίτη, 4-μεθυλισταμίνη Εκλεκτικοίανταγωνιστές:JNJ7777120 Ιστική κατανομή: Έχει υψηλή έκφραση στον μυελό των οστών και στα κύτταρα της λευκής σειράς. Απαντά επίσης σε αμυγδαλές, τραχεία, θύμο, σπλήνα, ήπαρ, έντερο και όρχεις. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Πιστεύεται ότι συμμετέχει στη λειτουργία των ηωσινόφιλων και στη χημειο-ταξία των σιτευτικών κυττάρων. 10.Σεροτονίνη (5-Υδροξυτρυπταμίνη) (Σεροτονινεργικοί υποδοχείς)

Η σεροτονίνη έχει διάχυτη παρουσία στον οργανισμό, με σαφή ρόλο νευροδιαβιβαστή τόσο στο ΚΝΣ όσο και στην περιφέρεια. Πιστεύεται ότι συμμετέχει στην απαρτίωση ανωτέρων ψυχοσυ-ναισθηματικών λειτουργιών και ότι διάφορες ψυχιατρικές διαταραχές είναι απόρροια κάποιων απο-κλίσεων στο μεταβολισμό της. Η άποψη αυτή έχει εδραιωθεί στην ψευδαισθησιογόνο δράση ορισμέ-νων φαρμάκων με αντισεροτονινεργικές ιδιότητες. Επίσης, ασκεί σημαντικό ρόλο στο αντανακλαστι-κό του εμέτου, στη διατήρηση του αγγειακού τόνου και στη συγκόλληση των αιμοπεταλίων. Η πλεο-ψηφία των σεροτονεργικών υποδοχέων είναι τύπου GPCR. Τύπος υποδοχέων: 5-ΗΤ1, υπότυπος 5-ΗΤ1Α Εκλεκτικοί αγωνιστές: 8-OH-DPAT, U92016A Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: WAY100635, ρομπαλζοτάνη Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος (ιππόκαμπος, μεσολόβιο, αμυγδαλή, πυρήνας της ραφής), μυεντερικό πλέγμα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Σωματοδενδριτικοί αυτοϋποδοχείς στον ιππόκαμπο και τον πυρήνα τη ρα-φής, και σωματοδενδριτικοί ετεροϋποδοχείς στις χολινεργικές απολήξεις του μυεντερικού πλέγματος. Τύπος υποδοχέων: 5-ΗΤ1, υπότυπος 5-ΗΤ1Β Εκλεκτικοί αγωνιστές: Σουματριπτάνη, ελιπτριπτάνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: GR55562, SB216641 Ιστική κατανομή: Ραβδωτό, ιππόκαμπος, μέλαινα ουσία, ωχρά σφαίρα, τετράδυμο, πυρήνας της ρα-φής, νωτιαίος μυελός, λείες μυϊκές ίνες των αγγείων, απολήξεις αυτονόμου νευρικού συστήματος.

141

Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Προσυναπτικοί αυτοϋποδοχείς στον ιππόκαμπο και τον πυρήνα της ραφής, καθώς και προσυναπτικοί ετεροϋποδοχείς σε χολινεργικές ίνες του ιπποκάμπου. Προσυναπτικοί ετε-ροϋποδοχείς σε συμπαθητικές ίνες των αγγείων (συστολή του μυϊκού χιτώνα των αγγείων). Τύπος υποδοχέων: 5-ΗΤ1, υπότυπος 5-ΗΤ1D Εκλεκτικοί αγωνιστές: Σουματριπτάνη, ελετριπτάνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: BRL15572, σχετικώς εκλεκτικοί: μεθειοθεπίνη, μετεργολίνη Ιστική κατανομή: Ραβδωτό, επικλινής πυρήνας, ραχιαίος πυρήνας της ραφής, ιππόκαμπος, μέλαινα ουσία, ωχρά σφαίρα, υποθαλαμικοί πυρήνες, γάγγλιο του τριδύμου, μυϊκός χιτώνας των αγγείων, α-πολήξεις του αυτόνομου νευρικού συστήματος και του τριδύμου νεύρου. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Σωματοδενδριτικοί αυτοϋποδοχείς στον ιππόκαμπο και τον πυρήνα τη ρα-φής, συστολή του τοιχώματος των λείων μυϊκών ινών σε ορισμένα μόνον αγγειακά πεδία, επειδή συ-νυπάρχει ανασταλτική δράση στη λειτουργία των συμπαθητικών νευρώνων. Τύπος υποδοχέων: 5-ΗΤ1, υπότυπος 5-ΗΤ1E (αναφέρεται και ως 5-ht1e) Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Κερκοφόρος πυρήνας, βρεγματικός φλοιός, μετωπιαιοβρεγματικός κινητικός φλοιός, οσφρητικά επάρματα, αμυγδαλή - δεν έχουν ανιχνευθεί σε περιφερικούς ιστούς. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. Τύπος υποδοχέων: 5-ΗΤ1, υπότυπος 5-ΗΤ1F Εκλεκτικοί αγωνιστές: LY334370, LY344864, σουματριπτάνη, ελετριπτάνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Φλοιός, θάλαμος, οσφρητικοί βολβοί, ιππόκαμπος, νωτιαίος μυελός, μήτρα, μεσε-ντέριο. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Ανασταλτική δράση στη λειτουργία του τριδύμου. Τύπος υποδοχέων: 5-HT2, υπότυπος 5-HT2A Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Κετανσερίνη, MDL100907 Ιστική κατανομή: Φλοιός, ιππόκαμπος, ραβδωτό, οσφρητικοί βολβοί, νωτιαίος μυελός, γαστρεντερι-κό σύστημα, λείο μυϊκό τοίχωμα βρόγχων και αγγείων, ενδοθηλιακά κύτταρα, αιμοπετάλια. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Αγγειοσύσπαση, ενεργοποίηση αιμοπεταλίων, μηχανισμοί νευρωνικής ανα-στολής. Τύπος υποδοχέων: 5-HT2, υπότυπος 5-HT2B Εκλεκτικοί αγωνιστές: BW723C86 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Λείο μυϊκό τοίχωμα θόλου του στομάχου, ειλεού και αγγείων, μυομήτριο, ενδοθήλιο. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Αγγειοδιαστολή, μέσω της απελευθέρωσης ΝΟ από το ενδοθήλιο. Τύπος υποδοχέων: 5-HT2, υπότυπος 5-HT2C Εκλεκτικοί αγωνιστές: Λοκασερίνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: RS102221, μη εκλεκτικός: μεσουλεργίνη

142

Ιστική κατανομή: Χοριοειδή πλέγματα, προμήκης, γέφυρα, ραβδωτό, ιππόκαμπος, υποθάλαμος, νω-τιαίος μυελός - δεν έχουν ανιχνευθεί στην περιφέρεια Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Πιθανή συμμετοχή στην παραγωγή τρανσφερρίνης, καθώς και στη ρύθμιση του όγκου του εγκεφαλονωτιαίου υγρού. Τύπος υποδοχέων: 5-HT3 (ιοντικός δίαυλος, παλαιότερη ονομασία: υποδοχείς Μ) Εκλεκτικοί αγωνιστές: 2-Me-5-HT, 1-(μ-χλωροφαινυλ)-διγουανίδιο Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Τροπισετρόνη, ονδανσετρόνη, γρανισετρόνη Ιστική κατανομή: Ραβδωτό, ιππόκαμπος, μέλαινα ουσία, ωχρά σφαίρα, μεταγαγγλιακοί συμπαθητι-κοί νευρώνες, αισθητικοί νευρώνες. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη και ενεργοποίηση διαύλων Ca++, μια λειτουργία που την α-νταγωνίζονται ουσίες όπως η διλτιαζέμη, η πικροτοξινίνη, η μπιλομπαλίδη και η γκινγκολίδη. Λειτουργική απάντηση: Διέγερση συμπαθητικών και παρασυμπαθητικών νευρώνων, διέγερση πνευ-μονογαστρικού, συμμετοχή στο αντανακαστικό του εμέτου και πρόκληση εμέτου. Τύπος υποδοχέων: 5-HT4 Εκλεκτικοί αγωνιστές: BIMU8, RS67506, ML103902, SC53116 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: GR113808, SB204070 Ιστική κατανομή: Ραβδωτό, εγκεφαλικό στέλεχος, θάλαμος, ιππόκαμπος, οσφρητικοί βολβοί, μέλαι-να ουσία, μυοκάρδιο, μεταγαγγλιακοί παρασυμπαθητικοί νευρώνες (μυεντερικό πλέγμα), λείο μυϊκό τοίχωμα οισοφάγου και αγγείων. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνη Gs. Λειτουργική απάντηση: Χάλαση λείων μυϊκών ινών πεπτικού συστήματος και αγγείων, διέγερση των χολινεργικών ινών του μυεντερικού πλέγματος. Τύπος υποδοχέων: 5-HT5, υπότυπος 5-ΗΤ5Α Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές:SB699551 Ιστική κατανομή: Ιππόκαμπος, φλοιός, παρεγκεφαλίδα, οσφρητικοί βολβοί, νωτιαίος μυελός - δεν έχουν ανιχνευθεί σε περιφερικούς ιστούς. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με πρωτεΐνες G (πιθανώς με Gi/o). Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. Τύπος υποδοχέων: 5-HT5, υπότυπος 5-ΗΤ5Β Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Ιππόκαμπος, φλοιός, παρεγκεφαλίδα, οσφρητικοί βολβοί, νωτιαίος μυελός - δεν έχουν ανιχνευτεί στην περιφέρεια. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Δεν έχουν διευκρινιστεί. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. Τύπος υποδοχέων: 5-HT6 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Ro046790, Ro630563, κλοζαπίνη (μη εκλεκτικός) Ιστική κατανομή: Κερκοφόρος πυρήνας, οσφρητικοί βολβοί, επικλινής πυρήνας, φλοιός, ιππόκα-μπος, άνω αυχενικό γάγγλιο. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gs. Λειτουργική απάντηση: Πιθανή συμμετοχή στη ρύθμιση της έκλυσης ακετυλοχολίνης στο ΚΝΣ. Τύπος υποδοχέων: 5-HT7 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: SB258719 (μη εκλεκτικοί: μεθειοθεπίνη, κλοζαπίνη, σπιπερόνη)

143

Ιστική κατανομή: Ιππόκαμπος, υποθάλαμος, θάλαμος, πρόσθια διδύμια, πυρήνας της ραφής, λείος μυϊκός χιτώνας των αγγείων και του γαστρεντερικού συστήματος. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gs. Λειτουργική απάντηση: Αγγειοδιαστολή και χάλαση του εντερικού τοιχώματος. 11.ΑΤΡ

Η παρουσία και ο φυσιολογικός ρόλος του εξωκυττάριου ΑΤΡ έχει μελετηθεί διεξοδικά σε καλλιέργειες κυττάρων και σε παρασκευάσματα απομονωμένων οργάνων. Υπάρχουν ενδείξεις ότι ανάλογες λειτουργίες επιτελούνται και από το εξωκυττάριο UTP. Πιστεύεται ότι το ΑΤΡ συμμετέχει στην ομοιοστασία κυρίως των περιφερικών ιστών, όπου ασκεί σημαντικές επιδράσεις στη μικροκυ-κλοφορία. Υπάρχουν δύο μεγάλες κατηγορίες υποδοχέων για το ΑΤΡ, οι P2X και οι P2Y, οι οποίοι διαφέρουν σαφώς μεταξύ τους από φαρμακολογική άποψη. Παράλληλα, έχει διαπιστωθεί ότι οι υπο-δοχείς αυτοί χρησιμοποιούν διαφορετικά συστήματα λειτουργικής μεταβίβασης των μηνυμάτων. Οι P2X είναι ιοντικοί δίαυλοι (κυρίως Na+, K+, Ca++ και δευτερευόντως Cl-). Οι Ρ2Υ είναι υποδοχείς τύπου GPCR. ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΤΥΠΟΥ Ρ2Χ (ιοντικοί δίαυλοι) Τύπος υποδοχέων: P2X1 Εκλεκτικοί αγωνιστές: α,βMeATP Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Λείες μυϊκές ίνες των αγγείων και των σπλάχνων. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση κατιοντικών διαύλων. Λειτουργική απάντηση: Συστολή λείων μυϊκών ινών της ουροδόχου κύστης και των σπερματικών τόνων. Τύπος υποδοχέων: P2X2 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν (σχετικώς εκλεκτικός: σουραμίνη) Ιστική κατανομή: Γάγγλια του αυτονόμου νευρικού συστήματος, διάφοροι πυρήνες του εγκεφάλου, κύτταρα χρωμαφίνης, αμφιβληστροειδής. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση κατιοντικών διαύλων και ιδιαίτερα Ca++. Λειτουργική απάντηση: Αντίληψη του άλγους, με τη μορφή ετεροπολυμερούς συνδυασμού μαζί με τους υποδοχείς P2X3. Τύπος υποδοχέων: P2X3 Εκλεκτικοί αγωνιστές: α,βMeATP Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν (σχετικώς εκλεκτικός: σουραμίνη) Ιστική κατανομή: Αισθητικές ίνες ερεθισμάτων πόνου. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση κατιοντικών διαύλων και ιδιαίτερα Ca++ και Νa+. Λειτουργική απάντηση: Αίσθηση άλγους. Τύπος υποδοχέων: P2X4 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν (σχετικώς εκλεκτικός: σουραμίνη) Ιστική κατανομή: Ευρεία κατανομή στον οργανισμό, αλλά ιδιαίτερα στους όρχεις, στο παχύ έντερο, στο ΚΝΣ και στα επιθηλιακά κύτταρα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση κατιοντικών διαύλων και ιδιαίτερα Ca++ και Νa+. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. Τύπος υποδοχέων: P2X5

144

Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν (σχετικώς εκλεκτικός: σουραμίνη) Ιστική κατανομή: Στο μεσεγκέφαλο, σε νευρώνες του πυρήνα του τριδύμου, νωτιαίος μυελός, καρ-διά, θύμος, λεμφοκύτταρα, μυελός επινεφριδίων. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση κατιοντικών διαύλων. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. Τύπος υποδοχέων: Ρ2Χ6 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Σε ολόκληρο τον εγκέφαλο. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση κατιοντικών διαύλων. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. Τύπος υποδοχέων: Ρ2Χ7 Εκλεκτικοί αγωνιστές: BzATP (5-10 φορές ισχυρότερο του ΑΤΡ) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν (σχετικώς εκλεκτικός: σουραμίνη) Ιστική κατανομή: Μικρογλοία, μακροφάγα, μονοκύτταρα, μαστοκύτταρα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση κατιοντικών διαύλων, τα οποία μετά από παρατεταμένη δραστηριότητα μπορεί να μετατραπούν σε μεγάλους μεμβρανικούς πόρους που επιτρέπουν τη διέ-λευση μορίων με Μ.Β. μέχρι 900 D. Λειτουργική απάντηση: Συμμετοχή στην ανοσολογική απάντηση, τη φλεγμονή και τον κυτταρικό θάνατο.

ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΤΥΠΟΥ Ρ2Υ (υποδοχείς τύπου GPCR) Τύπος υποδοχέων: Ρ2Υ1 Εκλεκτικοί αγωνιστές: ADPβS, 2εξυλθειοADP, 2MesADP, ADP, ATP Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: 3΄,5-Διφωσφορική αδενοσίνη Ιστική κατανομή: Σε όλον τον οργανισμό, εν αφθονία στον εγκέφαλο και το ενδοθήλιο των αγγείων. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύνδεση με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Αγγειοδιαστολή, συγκόλληση αιμοπεταλίων. Τύπος υποδοχέων: Ρ2Υ2 Εκλεκτικοί αγωνιστές: UTPγS, UTP, ATP Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Επιθηλιακά κύτταρα, ενδοθήλιο, λείος μυϊκός χιτώνας των αγγείων. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύνδεση με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Ρύθμιση της έκλυσης Cl- από τα επιθηλιακά κύτταρα, αγγειοδιαστολή. Τύπος υποδοχέων: Ρ2Υ4 Εκλεκτικοί αγωνιστές: MRS4062, UTP, ATP Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Εχουν ανευρεθεί μόνον στον πλακούντα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύνδεση με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. Τύπος υποδοχέων: Ρ2Υ6 Εκλεκτικοί αγωνιστές: UDP, UTP, ATP Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Σπλήνας, επιθηλιακά κύτταρα των αεραγωγών, λείο μυϊκό τοίχωμα των αγγείων. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύνδεση με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί.

145

Υποδοχείς τύπου: Ρ2Υ11, Ρ2Υ12, Ρ2Υ13, Ρ2Υ14 Εκλεκτικοί αγωνιστές: ATP, UTP, ADP. ATP, UDP-glucose Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Σπλήνας, κοκκιοκύτταρα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύνδεση με πρωτεΐνες Gs, Gq/11 (Ρ2Υ11 και Ρ2Υ14), καθώς και με πρω-τεΐνες Gi/o (Ρ2Υ12 και Ρ2Υ13). Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί. 12.Οπιοειδή

Τα αναλγητικά φάρμακα που περιέχουν όπιο ή τα δραστικά του συστατικά (μορφίνη, κωδεΐνη κ.ά.) ονομάζονται «οπιούχα» ή «οπιοειδή». Πρόκειται για φυσικά αλκαλοειδή και διάφορα ημισυνθε-τικά και συνθετικά παράγωγα, τα οποία δρουν σε συγκεκριμένους υποδοχείς τύπου GPCR του ΚΝΣ και πολλών περιφερικών ιστών. Έχει διαπιστωθεί ότι οι υποδοχείς των οπιούχων καταλαμβάνονται επίσης από ορισμένα ενδογενή ολιγοπεπτίδια που εμφανίζουν παραπλήσιες φαρμακολογικές ιδιότη-τες με τα οπιούχα και γι’αυτό τον λόγο ονομάστηκαν «ενδογενή οπιοειδή» (Πίνακας 1). Τα ενδογενή οπιοειδή (εγκεφαλίνη, α-ενδορφίνη, β-ενδορφίνη, γ-ενδορφίνη) αποτελούν προϊόντα διάσπασης μιας β-λιποπρωτεΐνης που διαθέτουν ευφορικές και αναλγητικές ιδιότητες. Εξαίρεση αποτελεί η δυνορφί-νη, η οποία έχει συσχετιστεί με το αίσθημα της δυσφορίας. Τα οπιοειδή παράγονται σε διάφορα ση-μεία του ΚΝΣ, κυρίως σε καταστάσεις stress. Υποδοχείς αυτών των ενδογενών ουσιών έχουν ανι-χνευθεί και σε περιφερικούς ιστούς (λεμφοκύτταρα και εντερικός βλεννογόνος), όπου προς το παρόν παραμένει άγνωστος ο τυχόν φυσιολογικός τους ρόλος. Τύπος υποδοχέων: μ ή MOP (πρώην ΟΡ3) Εκλεκτικοί αγωνιστές: Ενδομορφίνη-1, ενδομορφίνη-2, ΟΗ-μεφεντανύλη, DAMGO, PL017, δερ-μορφίνη, σουφεντανύλη, μορφισεπτίνη, DALDA Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: β-FNA, ναλοξοναζίνη, ναλοξόνη, CTAP, CTOP Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος (κερκοφόρος πυρήνας, νεοφλοιός, θάλαμος, επικλινής πυρήνας, ιππό-καμπος, αμυγδαλή. Στην περιφέρεια, υπάρχουν πολλοί υπότυποι του υποδοχέα μ, οι οποίοι δεν έχουν ακόμη καθοριστεί με ακρίβεια, επειδή λείπουν οι κατάλληλοι εκλεκτικοί αγωνιστές και ανταγωνι-στές. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύνδεση με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Αίσθημα πόνου, αναπνευστική λειτουργία (προμηκικό κέντρο αναπνοής), κεντρική ρύθμιση καρδιαγγειακής λειτουργίας, πρόσληψη τροφής, μάθηση και μνήμη, θερμορρύθμι-ση, νευροενδοκρινικές λειτουργίες, ανοσολογικό σύστημα.

146

Πίνακας 6.1.

Ονοματολογία των οπιοειδικών υποδοχέων και ενδογενή προσδέματα, σύμφωνα με την Παγκόσμια Ομοσπονδία των Επιστημονικών Εταιρειών Φαρμακολογίας

(IUPHAR).

ΤΥΠΟΣ ΥΠΟΔΟΧΕΩΝ ΕΝΔΟΓΕΝΗ ΠΡΟΣΔΕΜΑΤΑ

μ ή MOP β-Ενδορφίνη (μη εκλεκτική πρόσδεση) Εγκεφαλίνες (μη εκλεκτική πρόσδεση) Ενδομορφίνες 1 και 2 (πιθανά προσδέματα)

δ ή DOP Εγκεφαλίνες (μη εκλεκτική πρόσδεση) β-Ενδορφίνη (μη εκλεκτική πρόσδεση)

κ ή KOP Δυνορφίνη Α Δυνορφίνη Β α-Νεοενδορφίνη

NOP Νοσισεπτίνη/Ορφανίνη FQ Τύπος υποδοχέων: δ ή DOP (πρώην ΟΡ1) Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δελτορφίνη Ι, δελτορφίνη ΙΙ, SNC-80, BUBUC, DTLET, DSLET Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Ναλτρινδόλη, ναλοξόνη, DALCE, BNTX, TIPP Ιστική κατανομή: Οσφρητικός βολβός, νεοφλοιός, κερκοφόρος πυρήνας, επικλινής πυρήνας, αμυ-γδαλή. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύνδεση με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Αντίληψη του άλγους, κεντρική καρδιαγγειακή ρύθμιση, κινητικότητα πε-πτικού συστήματος, επίπεδο συνείδησης, ανοσία. Τύπος υποδοχέων: κ ή KOP (πρώην ΟΡ2) Εκλεκτικοί αγωνιστές: U50488, U69593, U62066, C1977, PD117302, EMD61753 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Ναλοξόνη, nor-BNI, DIPPA, UPHIT Ιστική κατανομή: Εγκέφαλος (αμυγδαλή, υποθάλαμος, θάλαμος, κερκοφόρος πυρήνας, επικλινής πυρήνας). Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύνδεση με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Αντίληψη του άλγους, διούρηση, πρόσληψη τροφής, νευροενδοκρινικές λει-τουργίες. 13.Προστανοειδή

Στα προστανοειδή υπάγονται οι προσταγλανδίνες, τα θρομβοξάνια και η προστακυκλίνη. Η σύνθεση αυτών των ουσιών προϋποθέτει την αρχική απελευθέρωση αραχιδονικού οξέος από τα μεμ-βρανικά φωσφολιπίδια (με τη δράση της φωσφολιπάσης Α2), το οποίο μετατρέπεται σε προσταγλαν-δίνες (με τη δράση της κυκλοξυγενάσης). Οι προσταγλανδίνες έχουν ευρύτατη κατανομή στους ι-στούς και εμφανίζουν πολλαπλές λειτουργίες, ανάλογα με τη χημική τους δομή και τον ιστό στον ο-ποίο επιδρούν. Κεντρική δράση των προσταγλανδινών αποτελεί η συμμετοχή τους στις διεργασίες της φλεγμονής και στην παραγωγή των ερεθισμάτων του άλγους. Από τις προσταγλανδίνες είναι δυ-νατόν να προκύψουν τελικώς θρομβοξάνια και προστακυκλίνη, ουσίες με αντιτιθέμενες φυσιολογικές λειτουργίες, ως προς τη συγκόλληση των αιμοπεταλίων και τη λειτουργική ακεραιότητα του ενδοθη-λίου. Τα συνήθη αντιφλεγμονώδη και αναλγητικά φάρμακα του τύπου της ασπιρίνης (ακετυλοσαλι-κυλικό οξύ) ασκούν ανασταλτική επίδραση στο ένζυμο κυκλοξυγενάση και μειώνουν τη σύνθεση προσταγλανδινών (βλ. επόμενη ενότητα). Όλοι οι υποδοχείς των προστανοειδών είναι τύπου GPCR.

147

Τύπος υποδοχέων: DP, υπότυπος DP1 (πρώην υποδοχείς προσταγλανδίνης D) Εκλεκτικοί αγωνιστές: BW245C, ZK110841, RS93520, SQ27986 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: BWA868C, AH6809, λαροπιπράντη Ιστική κατανομή: Ειλεός, πνεύμονες, στόμαχος, μήτρα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Αναστολή της συγκόλλησης των αιμοπεταλίων, αγγειοδιαστολή, χάλαση του μυομητρίου. Τύπος υποδοχέων: DP, υπότυπος DP2 (πρώην υποδοχείς προσταγλανδίνης D) Εκλεκτικοί αγωνιστές: BW245C, ZK110841, RS93520, SQ27986 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Ραματρομπάνη Ιστική κατανομή: Πνεύμονες, στόμαχος, μήτρα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με την πρωτεΐνη Gs. Λειτουργική απάντηση: Aγγειοδιαστολή, χάλαση του μυομητρίου. Τύπος υποδοχέων: ΕΡ, υπότυπος ΕΡ1 (πρώην υποδοχείς προσταγλανδίνης E) Εκλεκτικοί αγωνιστές: 17-Ph-ω-PGE2, ιλοπρόστη (επίσης, ατελής αγωνιστής των υποδοχέων ΕΡ1, και πλήρης αγωνιστής των ΙΡ), σουλπροστόνη (ισχυρότερος αγωνιστής των υποδοχέων ΕΡ3) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: SC19220, AH6809 Ιστική κατανομή: Νεφροί, πνεύμονες. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Συστολή λείων μυϊκών ινών. Τύπος υποδοχέων: ΕΡ, υπότυπος ΕΡ2 (πρώην υποδοχείς προσταγλανδίνης E) Εκλεκτικοί αγωνιστές: Βουταπρόστη, μισοπροστόλη (επίσης, για τους υποδοχείς ΕΡ3), AH23626 (επίσης,για τους υποδοχείς ΕΡ3) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: ΑΗ6809 Ιστική κατανομή: Πνεύμονες, πλακούντας, μήτρα, ειλεός, ήπαρ, στόμαχος, θύμος, σπλήνας. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με την πρωτεΐνη Gs. Λειτουργική απάντηση: Χάλαση λείων μυϊκών ινών, αναστολή των πολυμορφοπυρήνων λευκοκυτ-τάρων και της έκλυσης διαβιβαστών από τα μαστοκύτταρα. Τύπος υποδοχέων: ΕΡ, υπότυπος ΕΡ3 (πρώην υποδοχείς προσταγλανδίνης E) Εκλεκτικοί αγωνιστές: Ενπροστίλη, GR63799, σουλπροστόνη (επίσης, για τους υποδοχείς ΕΡ1), μι-σοπροστόλη (επίσης, για τους υποδοχείς ΕΡ2), AY23626 (επίσης, για τους υποδοχείς ΕΡ2) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Νεφροί, μήτρα, στόμαχος, εγκέφαλος, θύμος, σπλήνας, νεφροί, πάγκρεας, καρδιά, σκελετικοί μυς, προστάτης, θυρεοειδής, επινεφρίδια. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gi/o. Λειτουργική απάντηση: Συστολή λείων μυϊκών ινών, αναστολή της έκλυσης νευροδιαβιβαστών στο αυτόνομο νευρικό σύστημα, μείωση των γαστρικών εκκρίσεων, αναστολή της λιπόλυσης, διέγερση της μεταβολής του σχήματος των αιμοπεταλίων. Τύπος υποδοχέων: ΕΡ, υπότυπος ΕΡ4 (πρώην υποδοχείς προσταγλανδίνης E) Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: AH22921, AH23848 (οι ουσίες αυτές αναστέλλουν επίσης τους υποδοχείς ΤΡ) Ιστική κατανομή: Ειλεός, θύμος, σπλήνας, πνεύμονες, καρδιά, στόμαχος, μήτρα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με την πρωτεΐνη Gs. Λειτουργική απάντηση: Αγγειοδιαστολή, αναστολή της λειτουργίας των Τ-λεμφοκυττάρων. Τύπος υποδοχέων: FP (πρώην υποδοχείς προσταγλανδίνης F)

148

Εκλεκτικοί αγωνιστές: Φθοριοπροστενόλη, χλωριοπροστενόλη, λατανοπρόστη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Ωχρό σωμάτιο, νεφροί, πνεύμονες, καρδιά, στόμαχος, ωοθήκες, λεπτό έντερο, σπλήνας, όρχεις, παχύ έντερο, θύμος. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Συστολή λείων μυϊκών ινών, απορρόφηση του ωχρού σωματίου, μείωση της ενδοφθάλμιας πίεσης. Τύπος υποδοχέων: ΙΡ (πρώην υποδοχείς προστακυκλίνης) Εκλεκτικοί αγωνιστές: Κικαπρόστη, οκτιμιβάτη, ιλοπρόστη (επίσης, ατελής αγωνιστής των υποδο-χέων ΕΡ1) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν Ιστική κατανομή: Θύμος, σπλήνας, πνεύμονες, καρδιά, αορτή, νεφροί, ΚΝΣ. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με την πρωτεΐνη Gs. Λειτουργική απάντηση: Αγγειοδιαστολή, αναστολή της συγκόλλησης των αιμοπεταλίων, επίταση της δραστηριότητας των αισθητικών ινών. Τύπος υποδοχέων: ΤΡ (πρώην υποδοχείς θρομβοξανίων και προσταγλανδίνης Η2) Εκλεκτικοί αγωνιστές: U46619, U44069, ST2, IBOP, AGN192093 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: GR32191, SQ29548, BM13505, EP092, L655240. ICI192605, ONO3708, BMS180291 Ιστική κατανομή: Θύμος, σπλήνας, πνεύμονες, νεφροί, καρδιά, μήτρα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gq/11. Λειτουργική απάντηση: Αγγειοσύσπαση, βρογχόσπασμος, συγκόλληση αιμοπεταλίων. 14.Βαζοπρεσσίνη και Ωκυτοκίνη

Η βαζοπρεσσίνη (αντιδιουρητική ορμόνη) και η ωκυτοκίνη αποτελούν πεπτιδικές ορμόνες της νευροϋπόφυσης (του οπισθίου λοβού της υπόφυσης). Εμφανίζουν τόσο μεγάλη χημική ομοιότη-τα, ώστε πρακτικώς να εναλλάσσονται στην κατάληψη των ίδιων υποδοχέων. Ωστόσο, η φυσιολογική σημασία αυτού του φαινομένου δεν έχει αποσαφηνιστεί. Η βαζοπρεσσίνη επενεργεί κυρίως στο τοί-χωμα των αγγείων και στα αθροιστικά σωληνάρια των νεφρών, με τελικό αποτέλεσμα τη φυσιολογι-κή διατήρηση του ενδαγγειακού όγκου υγρών, από άποψη τόσο ποσότητας όσο και ωσμωτικότητας. Η ωκυτοκίνη αποτελεί ισχυρότατο μητροσυσπαστικό παράγοντα και συντελεί στην ολοκλήρωση του τοκετού κατά το στάδιο της εξώθησης. Είναι επίσης απαραίτητη στη γαλουχία, επειδή συσπά το τοί-χωμα των γαλακτοφόρων αδένων του μαστού για την έξοδο του γάλακτος. Σε αντίθεση με τους υπο-δοχείς της βαζοπρεσσίνης, οι ειδικοί υποδοχείς της ωκυτοκίνης (ΟΤ) δεν έχουν χαρακτηριστεί πλή-ρως. Η βαζοπρεσσίνη έχει σημαντικές διαφοροποιήσεις στα σημεία δράσης της. Π.χ., ο υποδοχέας V1 διαθέτει δύο υποτύπους (V1A και V1B) με σαφή διαφοροποίηση στην ιστική τους κατανομή. Επί πλέον, έχει διαπιστωθεί ότι παρουσιάζει σημαντικές διαφορές σε πολλά είδη πειραματοζώων, με προφανείς δυσκολίες για τη μεταφορά των πειραματικών δεδομένων από τα ζώα στον άνθρωπο. Από την άλλη πλευρά, ο υποδοχέας V2 (που εντοπίζεται κατά κύριο λόγο στα νεφρικά αθροιστικά σωλη-νάρια) υπόκειται σε γενετική πολυμορφία, που πιθανώς προδιαθέτει για την εμφάνιση άποιου διαβή-τη. Τύπος υποδοχέων: V1, υπότυπος V1A Εκλεκτικοί αγωνιστές: [Phe2, Ile2, Orn8]-βαζοπρεσσσίνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: d-(CH2)5[Tyr(Me)2-βαζοπρεσσίνη, OPC-21268 Ιστική κατανομή: Αποτελούν τους υποδοχείς με τη μεγαλύτερη ιστική κατανομή: λείο μυϊκό τοίχω-μα αγγείων, ήπαρ, νεφροί, μυομήτριο, όρχεις, λιποκύτταρα, αιμοπετάλια, σπλήνας, ΚΝΣ. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gq/11

149

Λειτουργική απάντηση: Αγγειοσύσπαση, γλυκογονόλυση, συγκόλληση αιμοπεταλίων, διέγερση της έκλυσης κορτικοτροπίνης. Τύπος υποδοχέων: V1, υπότυπος V1B Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεαμινο-[D-3(3΄-πυριδυλο)-Ala2]-βαζοπρεσσίνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: dp[Tyr(Me)2]-βαζοπρεσσίνη Ιστική κατανομή: Αδενοϋπόφυση. Μηχανισμοί σηματοδότησης:Σύζευξη με τις πρωτεΐνες Gq/11 Λειτουργική απάντηση: Δεν έχει αποσαφηνιστεί, αλλά πιθανώς συμμετέχει στη νευροενδοκρινική ρύθμιση. Τύπος υποδοχέων: V2 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεσμοπρεσσίνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: des (Gly-NH2)9-d(CH2)5[D-Ile2, Ile4]-βαζοπρεσσίνη, D(CH2)5[D-Ile2, Ile4, (Ala-NH2)9]-βαζοπρεσσίνη, OPC-31260 Ιστική κατανομή: Κυρίως στα αθροιστικά σωληνάρια των νεφρών. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Σύζευξη με την πρωτεΐνη Gs. Λειτουργική απάντηση: Κατακράτηση ύδατος από τα αθροιστικά σωληνάρια των νεφρών (αντιδιού-ρηση). 15.Χημειοκίνες – Λευκοκυτταρικοί υποδοχείς

Οι χημειοκίνες είναι πρωτεϊνικά μόρια που παράγονται από διαφορετικούς ιστούς και έχουν την ιδιότητα να ρυθμίζουν τη «χημειοτακτκή κινητικότητα» των λευκοκυττάρων και των λεμφοκυτ-τάρων (εξ ου και το όνομα). Πιστεύεται ότι συμμετέχουν στην αγγειογένεση, την αιμοποίηση, την εμβρυϊκή ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό των ιών HIV-1. Βασική τους λειτουργία είναι η ενεργο-ποίηση των ιντεγρινών, οι οποίες καθηλώνουν τα λευκοκύτταρα στο ενδοθήλιο και καθορίζουν τα σημεία διαπίδυσης τους προς τον μεσοκυττάριο χώρο. Η εξειδίκευση στη δράση των χημοκινών απο-δίδεται στον τύπο των επηρεαζόμενων λευκοκυττάρων.

Υπάρχουν δύο μεγάλες οικογένειες λευκοκυτταρικών υποδοχέων, οι οποίοι συνδέονται είτε με α-χημειοκίνες (συμβολίζονται με CXC και περιλαμβάνουν 16 μέλη), είτε με β-χημειοκίνες (συμ-βολίζονται με CC και περιλαμβάνουν 28 μέλη). Οι υποδοχείς CXCR1-CXCR6 και CCR1-CCR10 είναι συζευγμένοι με πρωτεΐνες Gi/o. Ο υποδοχέας CXCR1 εμφανίζει σχετική εκλεκτικότητα για την ιντελευκίνη 8 (IL8), ενώ ο υποδοχέας CCR2 εμφανίζει σχετική εκλεκτικότητα για τη χημειοκίνη MCP-1 (Μonocyte Chemoattractant Protein 1).

Δεδομένης της μεγάλης σημασίας των λευκοκυττάρων και των λεμφοκυττάρων στους ανο-σολογικούς μηχανισμούς του ανθρώπινου οργανισμού,εύκολα μπορεί κανείς να αντιληφθεί το ενδια-φέρον των ερευνητών για την καλύτερη κατανόηση των βιολογικών μορίων που συμμετέχουν σε αυ-τές τις διεργασίες. Η ανάπτυξη εκλεκτικών αγωνιστών και ανταγωνιστών για τους λευκοκυτταρικούς υποδοχείς θα δώσει αναμφίβολα μεγάλη ώθηση στη θεραπευτική αντιμετώπιση των αυτοάνοσων νο-σημάτων και θα αλλάξει το τοπίο των μεταμοσχεύσεων. Προς το παρόν, ο δρόμος που απομένει να διανυθεί είναι πολύ μακρύς. 16.Στεροειδείς Ορμόνες

O φλοιός των επινεφριδίων όπως και οι υπόλοιποι στεροειδογενείς ιστοί των θηλαστικών (όρχεις, ωοθήκες, πλακούντας) εκκρίνουν ορμόνες, που δομικά ανήκουν στην κατηγορία των στερο-ειδών. Tο κοινό δομικό γνώρισμα των στεροειδών, είναι ότι αποτελούνται από 4 δακτυλίους άνθρακα από τους οποίους οι τρεις είναι εξαμελείς (A,B,Γ) και ο τέταρτος (Δ) πενταμελής. Tα ορμονικά στε-ροειδή χαρακτηρίζονται από τον ολικό αριθμό ατόμων του άνθρακα που περιέχουν. Έτσι, έχουμε τρεις ομάδες: α) ομάδα της πρεγνάνης με 21 άτομα άνθρακα (C21), β) ομάδα της ανδροστάνης με 19 άτομα άνθρακα (C19) και γ) ομάδα της οιστράνης με 18 άτομα άνθρακα (C18). Oι τρεις ζώνες του

150

φλοιού των επινεφριδίων χαρακτηρίζονται από τη παραγωγή διαφορετικών ορμονών. Συγκεκριμένα, η σπειροειδής ζώνη παράγει κατά κύριο λόγο αλδοστερόνη που είναι το κύριο αλατοκορτικοστεροει-δές του οργανισμού, η στηλιδωτή ζώνη παράγει τα γλυκοκορτικοστεροειδή και κυρίως την κορτιζόλη και η δικτυωτή ζώνη παράγει κυρίως τα 17-κετοστεροειδή που υπάγονται στα C19 στεροειδή (ανδρο-γόνα). Oι κυριότερες στεροειδείς ορμόνες και οι δράσεις τους φαίνονται στον Πίνακα 2.

Όλοι οι υποδοχείς των στεροειδών ορμονών είναι πυρηνικοί υποδοχείς που απαντώνται ως διμερή και αλληλεπιδρούν με ειδικές απαντητικές νουκλεοτιδικές αλληλουχίες στο γονιδίωμα. Σε ορισμένες περιπτώσεις έχουν βρεθεί εναλλακτικές μορφές των υποδοχέων που προκύπτουν από ε-ναλλακτικό μάτισμα. Π.χ., ο υποδοχέας της προγεστερόνης εμφανίζεται σε δύο εναλλακτικές ισο-μορφές Α και Β με αποτέλεσμα την ύπαρξη 3 διμερών ΑΑ, ΑΒ και ΒΒ με διαφορετικές δράσεις, αλ-λά και ευαισθησία σε αγωνιστές και ανταγωνιστές. Επιπλέον έχουν ανιχνευθεί και 3 υποδοχείς που εμφανίζουν ομολογία με τους υποδοχείς α και β των οιστρογόνων, η δράση των οποίων δεν έχει ακό-μη αποσαφηνιστεί.

Πίνακας 6.2. Κυριότερες στεροειδείς ορμόνες και δράσεις

ΟΡΜΟΝΗ ΑΔΕΝΑΣ

ΔΡΑΣΗ

Aλδοστερόνη Φλοιός επινεφριδίων Iσοζύγιο αλάτων: κατακρά-τηση Na+

Kορτιζόλη Φλοιός επινεφριδίων Mεταβολισμός: γλυκονεογέ-νεση

Προγεστερόνη Ωοθήκη (ωχρό σωμάτιο) Eκκριτική φάση βλεννογό-νου της μήτρας

Oιστραδιόλη Ωοθήκη (ωοθηλάκιο) Oίστρος φάση, παραγωγική βλεννογόνου της μήτρας

Tεστοστερόνη Όρχεις (διάμεσα κύτταρα) Δευτερογενή φυλετικά χα-ρακτηριστικά

Τύπος υποδοχέων: GR, υποδοχέας γλυκοκορτικοειδών (συστηματική ονομασία NR3C1) Εκλεκτικοί αγωνιστές: RU28362, RU26988, κορτιζόλη, κορτικοστερόνη, δεξαμεθαζόνη (μη-εκλεκτικοί) >> αλδοστερόνη, δεοξυκορτιζόνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Μιφεπροστόνη, ZK112993, οναπριστόνη. Μη-εκλεκτικοί: RU 38486, κορτεξολόνη, προγεστερόνη Ιστική κατανομή: βλ. Πίνακα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Επίδραση στη γονιδιακή μεταγραφή. Λειτουργική απάντηση: βλ. Πίνακα. Τύπος υποδοχέων: MR, υποδοχέας αλατοκορτικοειδών (συστηματική ονομασία NR3C2) Εκλεκτικοί αγωνιστές: Αλδοστερόνη, δεσοξυκορτικοστερόνη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: RU28318, ZK112993, οναπριστόνη. Μη-εκλεκτικοί: RU 26752, RU 28318, σπιρονολακτόνη Ιστική κατανομή: βλ. Πίνακα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Επίδραση στη γονιδιακή μεταγραφή. Λειτουργική απάντηση: βλ. Πίνακα. Τύπος υποδοχέων: PR, υποδοχέας προγεστερόνης (συστηματική ονομασία NR3C3) Εκλεκτικοί αγωνιστές: προγεστερόνη, ORG2058

151

Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Μιφεπριστόνη, ZK112993, οναπριστόνη, RU 38486, RU 2323 (μη-εκλεκτικοί) Ιστική κατανομή: βλ. Πίνακα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Επίδραση στη γονιδιακή μεταγραφή. Λειτουργική απάντηση: βλ. Πίνακα. Τύπος υποδοχέων: AR, υποδοχέας ανδρογόνων (συστηματική ονομασία NR3C4) Εκλεκτικοί αγωνιστές: 5α-Διυδροτεστοστερόνη > τεστοστερόνη, μιβολερόνη, R1881 Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Υδροξυφλουταμίδη, νιλουταμίδη, κυπροτερόνη, RU 38882 Ιστική κατανομή: βλ. Πίνακα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Επίδραση στη γονιδιακή μεταγραφή Λειτουργική απάντηση: βλ. Πίνακα. Τύπος υποδοχέων: ERα, υποδοχέας οιστρογόνων α (συστηματική ονομασία NR3Α1) Εκλεκτικοί αγωνιστές: PPT. Μη εκλεκτικοί: οιστρόνη, οιστραδιόλη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές:MPP. Μη εκλεκτικοί ανταγωνιστές όπως ηταμοξιφαίνη και η ραλοξιφαίνη χαρκατηρίζονται πλέον ως τροποποιητές, δεδομένου ότι εμφανίζουν μικτή δράση. Π.χ., η ταμοξιφαί-νη δρα ως ανταγωνιστής στους ER των μαστών, αλλά ως αγωνιστής στους ER των ωοθηκών. Ιστική κατανομή: βλ. Πίνακα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Επίδραση στη γονιδιακή μεταγραφή. Λειτουργική απάντηση: βλ. Πίνακα. Τύπος υποδοχέων: ERβ, υποδοχέας οιστρογόνων β (συστηματική ονομασία NR3Α2) Εκλεκτικοί αγωνιστές: DPN, WAY200070. Μη εκλεκτικοί: οιστρόνη, οιστραδιόλη Εκλεκτικοί ανταγωνιστές:PHTPP, THC. Μη εκλεκτικοί ανταγωνιστές: ταμοξιφαίνη, ραλοξιφαίνη (βλ. σχόλιο για τους ERα) Ιστική κατανομή: βλ. Πίνακα. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Επίδραση στη γονιδιακή μεταγραφή. Λειτουργική απάντηση: βλ. Πίνακα. 17.Επιδερμικός αυξητικός παράγοντας

Οι υποδοχείς του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGF, Epidermal Growth Factor) αποτε-λούν το χαρακτηριστικότερο παράδειγμα μεμβρανικών υποδοχέων με δραστικότητα τυροσινικής κι-νάσης. Ο EGF και συναφείς πρωτεΐνες (που συνήθως προκύπτουν από πρωτεόλυση μεμβρανικών γλυκοπρωτεϊνών) όπως η αμφιρεγουλίνη, η βητασελλουλίνη, η επιρεγουλίνη, ο μετασχηματίζων αυ-ξητικός παράγοντας α (TGFα) και οι νευρεγουλίνες (neuregulins, NRG1-4) προσδένονται σε 4 υπο-δοχείς τύπου EGFR που πλέον καλούνται υποδοχείς ErbB ή HER. Όπως όλοι οι υποδοχείς με δρα-στικότητα τυροσινικής κινάσης, οι υποδοχείς ErbB δρουν ως ομο- και ετερο-διμερή. Οι ενδογενείς αγωνιστές και οι δράσεις τους ακόμη είναι υπό διευκρίνιση, ωστόσο φαίνεται ότι παίζουν σημαντικό ρόλο κατά την εμβρυογένεση και την ανάπτυξη των οργάνων και των ιστών. Ο ιδιαίτερα σημαντικός ρόλος των υποδοχεών αυτών, ωστόσο, στη σύγχρονη φαρμακολογική έρευνα έγκειται στο ότι συμμε-τέχουν ενεργά στην καρκινογένεση. Τύπος υποδοχέων: ErbB1 ή HER1, υποδοχέας EGF Εκλεκτικοί αγωνιστές: EGF, αμφιρεγουλίνη, βητασελλουλίνη, επιρεγουλίνη, επιγένη, TGFα, HB-EGF (όλοι ενδογενείς αγωνιστές, συνδέονται εκλεκτικά σε διαφορετικά ετεροδιμερή του ErbB1) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Μονοκλώνικα αντισώματα όπως η κετουξιμάμπη και η πανιτουμουμάμπη δρουν ως ανταγωνιστές της πρόσδεσης του EGFκαι αναστέλλουν το σχηματισμό διμερών. Επιπλέον, ενώσεις όπως οι GW583340, γεφιτινίβη, ερλοτινίβη και οι τυρφοστίνες AG879 και AG1478 δρουν ως αναστολείς της δραστικότητας τυροσινικής κινάσης του κυτταροπλασματικού τμήματος των υποδο-χέων αυτής της οικογένειας

152

Ιστική κατανομή: Ευρεία. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση δραστικότητας τυροσινικής κινάσης και μονοπατιών PLCγ, PI3K/Akt, Ras/MAPK. Λειτουργική απάντηση: Ενεργοποίηση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και της κυτταρικής επιβί-ωσης. Τύπος υποδοχέων: ErbB2 ή HER2 Εκλεκτικοί αγωνιστές: Δεν υπάρχουν. Επίσης φαίνεται να μην υπάρχουν ενδογενείς αγωνιστές για τον ErbB2 και ο κύριος ρόλος αυτού του υποδοχέα είναι να σχηματίζει ετεροδιμερή με άλλους ErbB υποδοχείς Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Μονοκλωνικά αντισώματα όπως η τραστουζουμάμπη και η περτουζου-μάμπη συνδέονται εκλεκτικά και αδρανοποιούν τον ErbB2 Ιστική κατανομή: Ευρεία. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση δραστικότητας τυροσινικής κινάσης και μονοπατιών PLCγ, PI3K/Akt, Ras/MAPK. Λειτουργική απάντηση: Ενεργοποίηση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και της κυτταρικής επιβί-ωσης. Τύπος υποδοχέων: ErbB3 ή HER3 Εκλεκτικοί αγωνιστές: NRG-1, NRG-2 (ενδογενείς) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Το μονοκλωνικό αντίσωμα περτουζουμάμπη αναστέλλει εκλεκτικά το σχηματισμό διμερών του ErbB3 με τον ErbB2. Ιστική κατανομή: Ευρεία. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Το κυτταροπλασματικό τμήμα του ErbB3δε διαθέτει δραστικότητα τυροσινικής κινάσης. Ωστόσο, όταν ετεροδιμερίζεται με ενεργά μέλη της οικογένειας των υποδοχέων ErbB, ενεργοποιεί τα ίδια καθοδικά μονοπάτια. Λειτουργική απάντηση: Ενεργοποίηση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και της κυτταρικής επιβί-ωσης. Τύπος υποδοχέων: ErbB4ή HER4 Εκλεκτικοί αγωνιστές: βητασελλουλίνη, επιρεγουλίνη, HB-EGF, NRG-1, NRG-2, NRG-3, NRG-4 (συνδέονται εκλεκτικά σε διαφορετικά ετεροδιμερή του ErbB4) Εκλεκτικοί ανταγωνιστές: Δεν υπάρχουν. Ιστική κατανομή: Ευρεία. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Ενεργοποίηση δραστικότητας τυροσινικής κινάσης και μονοπατιών PLCγ, PI3K/Akt, Ras/MAPK. Λειτουργική απάντηση: Ενεργοποίηση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και της κυτταρικής επιβί-ωσης. 18.Κυκλοοξυγενάσες

Οι κυκλοοξυγενάσες (COX) είναι τα ένζυμα που καταλύουν τη σύνθεση των προσταγλανδι-νών G2 και H2 (PGG2 και PGH2) χρησιμοποιώντας ως υπόστρωμα το αραχιδονικό οξύ. Οι PGG2και PGH2 αποτελούν τις πρόδρομες ενώσεις όλων των άλλων προστανοειδών (βλ. ενότητα 13). Υπάρχουν δύο ισομορφές της κυκλοοξυγενάσης (COX-1 και COX-2) που κωδικοποιούνται από διαφορετικά γονίδια και εμφανίζουν ομοιότητα 60-65% στην αμινοξική αλληλουχία τους. Πρόκειται μια πρωτεΐ-νες μοριακού βάρους 60kDa που συνδέονται σταθερά με τις κυτταρικές μεμβράνες ως ομοδιμερή και εκφράζονται σχεδόν σε όλους τους ιστούς και τους κυτταρικούς τύπους. Οι COX αποτελούν τον κύ-ριο υποδοχέα και στόχο των μη-στεροειδών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων (ΜΣΑΦ ή NSAIDS, non-steroidal anti-inflammatory drugs). Αναστέλλονται μη-εκλεκτικά από την ασπιρίνη και άλλα αντι-φλεγμονώδη φάρμακα (ιβουπροφαίνη, κετοπροφαίνη, ναπροξένη, ινδομεθακίνη και παρακεταμόλη). Ειδικά η ασπιρίνη (ακετυλοσαλικυλικό οξύ) φαίνεται να ακετυλιώνει επιλεκτικά την σερίνη 530 της

153

COX-1 και να αναστέλλει την ενζυμική της δραστικότητα κατά τρόπο μη-αναστρέψιμο. Ειδική ανα-σταλτική δράση έναντι της COX-2, η οποία είναι και η επαγόμενη μορφή της COX σε φλεγμονώδεις καταστάσεις, εμφανίζουν φάρμακα όπως οι κοξίμπες. Τύπος υποδοχέων: COX-1(εναλλακτική ονομασία, συνθάση της PGH2 -1) Ενδογενές υπόστρωμα: Αραχιδονικό οξύ. Άλλα λιπαρά οξέα όπως το παλμιτικό οξύ μπορούν να δράσουν ως αλλοστερικοί ενεργοποιητές. Εκλεκτικοί αναστολείς: FR122047, βαλερυλοσαλικυλικό οξύ Ιστική κατανομή: Ευρεία. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Παραγωγή των πρόδρομων ενώσεων των προστανοειδών. Λειτουργική απάντηση: βλ. Ενότητα 13. Προστανοειδή. Τύπος υποδοχέων: COX-2,(εναλλακτική ονομασία, συνθάση της PGH2 -2) Ενδογενές υπόστρωμα: Αραχιδονικό οξύ, εικοσιδιεξαενοϊκό οξύ (docosahexaenoic acid, DHA). Άλ-λα λιπαρά οξέα όπως το παλμιτικό οξύ μπορούν να δράσουν ως αλλοστερικοί ενεργοποιητές Εκλεκτικοί αναστολείς: Δικλοφενάκη, σελεκοξίμπη, ροφεκοξίμπη, παρεκοξίμπη, ετορικοξίμπη, βαλ-ντεκοξίμπη Ιστική κατανομή: Ευρεία. Μηχανισμοί σηματοδότησης: Παραγωγή των πρόδρομων ενώσεων των προστανοειδών. Λειτουργική απάντηση: βλ. Ενότητα 13. Προστανοειδή.


Alexander SPH, Mathie A & Peters JA. Guide to Receptors and Channels (GRAC), 5th edn. Br. J. Pharmacol., 164 (Suppl. 1): S1-S324, 2011.

Alexander SPH, Benson HE, Faccenda E, Pawson AJ, Sharman JL, Spedding M, Peters JA & Harmar AJ. CGTP Collaborators. The Concise Guide to PHARMACOLOGY 2013/14: G Protein-Coupled Receptors. Br. J. Pharmacol. 170: 1459–1581. 2013.

Hardman JG & Limbard LE (eds.-in-chief), Goodman and Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics (12th ed.), McGraw-Hill, New York, 2011.Katzung, B.G. (ed.) Basic & Clinical Pharmacology (12th ed.). New York: McGraw-Hill, 2012.




154


Κεφαλαιο 7 155

ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΦΑΡΜΑΚΩΝ 155

1.Ανεπιθύμητες ενέργειες και τοξικότητα 155

1.1.Αντιδράσεις από ιδιοσυγκρασιακούς παράγοντες 155

1.1.1.Αδρανοποίηση της σουκινυλοχολίνης 156

1.1.2.Ακετυλίωση της ισονιαζίδης 157

1.1.3.Ανεπάρκεια της γλυκοζο-6-φωσφορικής αφυδρογονάσης 157

1.2.Αντιδράσεις από φαρμακοχημικούς παράγοντες 158

1.2.1.Αλλεργία 158

1.2.2.Εξάρτηση 159

1.2.3.Γονοτοξικότητα 160


155

Κεφαλαιο 7

ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΦΑΡΜΑΚΩΝ

1.Ανεπιθύμητες ενέργειες και τοξικότητα Η χορήγηση ενός φαρμάκου οδηγεί στην εμφάνιση διαφόρων δευτερευουσών ενεργειών, πα-

ράλληλα με την επιθυμητή κύρια ενέργεια. Οι δευτερεύουσες ενέργειες δεν εντάσσονται στα πλαίσια του επιδιωκόμενου βιολογικού αποτελέσματος και γι’ αυτό ονομάζονται ανεπιθύμητες ενέργειες ή παρενέργειες. Η ένταση των ανεπιθύμητων ενεργειών καθορίζει την τοξικότητα και την ασφάλεια χρησιμοποίησης ενός φαρμάκου, επειδή ακριβώς αντικατοπτρίζει τον κλινικό δείκτη ασφάλειας.

Ακόμη και για φάρμακα που χορηγούνται στη σωστή δοσολογία υπό ιατρική παρακολούθη-ση, το ποσοστό εμφάνισης άτυπων τοξικών εκδηλώσεων είναι περίπου 5-10%. Από αυτές, το 20% είναι αλλεργικής μορφής και το υπόλοιπο 80% είναι, κατά σειρά συχνότητας, συμπτώματα από το νευρικό, το γαστρεντερικό και το καρδιαγγειακό σύστημα. Τα συνηθέστερα μη ειδικά συμπτώματα είναι ναυτία, ζάλη, ληθαργικότητα, ευερεθιστότητα, πονοκέφαλος, αϋπνία, τυμπανισμός, έμετοι, διάρροια και προκάρδια ενοχλήματα. Τα συμπτώματα αυτά είναι ακίνδυνα και δεν κάνουν επιτακτική τη διακοπή του φαρμάκου. Εξαίρεση αποτελούν οι έμετοι και η διάρροια που μπορεί να προκαλέσουν σοβαρές ηλεκτρολυτικές διαταραχές.

Όπως η κύρια φαρμακολογική ενέργεια, έτσι και οι δευτερεύουσες ενέργειες είναι ευθέως ανάλογες προς το ποσό του χορηγούμενου φαρμάκου. Αυτό ισχύει κυρίως για την οξεία τοξικότητα, η οποία εμφανίζεται μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα μετά από χορήγηση υπερβολικών δόσεων ενός φαρμάκου (δηλητηρίαση από υπέρβαση της δοσολογίας). Μετά από μακροχρόνια χορήγηση, ακόμη και στις κανονικές δόσεις, μπορεί να εμφανισθεί χρόνια τοξικότητα, ως αποτέλεσμα κάποιου βαθμού τοξικής άθροισης του φαρμάκου. Στην περίπτωση της δηλητηρίασης από υπερβολική δοσο-λογία ή από τοξική άθροιση του φαρμάκου, τα συμπτώματα είναι συνήθως αναμενόμενα, διατηρούν την εκλεκτικότητά τους και ερμηνεύονται από τα υψηλά επίπεδα του φαρμάκου στον οργανισμό. Για παράδειγμα, τα κουμαρινικά αντιπηκτικά θα εκδηλώσουν τοξικότητα με συμπτώματα αιμορραγικής διάθεσης. Οι εκδηλώσεις αυτής της κατηγορίας χαρακτηρίζονται ως «ανεπιθύμητες ενέργειες τύπου Α». Αντίθετα, υπάρχουν παραδείγματα, όπου ακόμη και με κανονικές δόσεις μπορεί να προκύψει τοξικότητα χωρίς καμία εκλεκτική εντόπιση, η οποία είναι απροσδόκητη και δυσερμήνευτη. Στις πε-ριπτώσεις αυτές, ενοχοποιείται το βιολογικό υπόστρωμα πάνω στο οποίο δρα το φάρμακο και γίνεται λόγος για αντιδράσεις υπερευαισθησίας ή αντιδράσεις ιδιοσυγκρασίας. Όπως αναφέρθηκε, τα συ-μπτώματα είναι απροσδόκητα, δηλαδή δεν εμφανίζουν προφανή συνάφεια με τις βασικές ιδιότητες του φαρμάκου, και κατατάσσονται στις καλούμενες «ανεπιθύμητες ενέργειες τύπου Β».

Μια άλλη μεγάλη κατηγορία ανεπιθύμητων ενεργειών περιλαμβάνει εκείνες που σχετίζονται περισσότερο με φαρμακοχημικούς παράγοντες και λιγότερο με τη δοσολογία του φαρμάκου ή με την ιδιοσυγκρασία του ασθενούς. Τέτοιες ανεπιθύμητες ενέργειες είναι η αλλεργία, η φαρμακευτική εξάρτηση και η γονοτοξικότητα. 1.1.Αντιδράσεις από ιδιοσυγκρασιακούς παράγοντες

Ορισμένοι ασθενείς αντιδρούν κατά απρόσμενο τρόπο ακόμη και όταν ένα φάρμακο έχει χο-ρηγηθεί σε κανονική δοσολογία. Στις περιπτώσεις αυτές, συνήθως υπάρχει κάποια γενετικώς προκα-θορισμένη ατομική ευαισθησία. Μια ασυνήθιστη φαρμακολογική απάντηση που οφείλεται σε κάποια ιδιαιτερότητα του βιολογικού υποστρώματος χαρακτηρίζεται ως «αντίδραση ιδιοσυγκρασίας».

Η πολυμορφία ενός πληθυσμού όσον αφορά στα φαρμακοκινητικά και τα φαρμακοδυναμικά δεδομένα είναι αντικείμενο μελέτης της Φαρμακογενετικής και της Φαρμακογονιδιωματικής. Η Φαρμακογενετική περιγράφει τις προϋποθέσεις εμφάνισης μιας συγκεκριμένης ιδιαιτερότητας σε μια πληθυσμιακή ομάδα, με βάση τους κλασικούς κανόνες της κληρονομικότητας. Η Φαρμακογονιδιω-

ματισία

νης ενζύριγρπλάσσύνθκαθώ

1.1.

διάρράσεσης.υδροχνότπνοιχολιοφείκότηλέα των ντρώ

νυλο

Σχήμκαΐνη

ική ερμηνεύεσυγκεκριμέν

Περιπτώκαι της ισονύμου γλυκοζραφεί για πρωσμα. Ιδιαίτερθεση γλυκουώς και σε πο

1.Αδρανοπ

Η σουκι

ρκειας. Σκοπει εύκολα ο . Υπό φυσιοολύεται ταχέτητα στο γενια από παράλινεστεράσης ίλεται σε έναητας του ενζτης άτυπης χασθενών σεώσεις διβουκ

Λόγω αυοχολίνη έχει

μα 7.1. Κατανης που αναστέ

ει την αποκλνων γονιδίωνώσεις με πρανιαζίδης, καθζο-6-φωσφορωτεϊνικά μόρρα στον μετυρονιδίων (σολλές αντιδρά

ποίηση της

ινυλοχολίνη ός της χορήγενδοτραχειαλογικές συνέως από μια άνικό πληθυσμλυση των ανείναι μικρότα αυτοσωματύμου στον γχολινεστεράσε συνθήκες iκαΐνης, τότε πυτής της ενδαντικαταστα

νομή της δραστέλλει το ένζυμο

λίνουσα απάνν. ακτικό κλινικθώς και τα αρική αφυδρογρια που παίζοαβολισμό τωσύνδρομα Giάσεις οξείδω

σουκινυλοχ

έχει χρησιμογησής της ήτακός σωλήναθήκες, η δράάτυπη χολινεμό 1:3.000) ναπνευστικώντερη από το τικό συνεπικγενικό πληθυσης, είναι δυin vitro (Εικπρόκειται γιαδεχόμενης απαθεί από άλλ

τικότητας της χο («δείκτης διβ

156

ντηση σε ένα

κό ενδιαφέροαναγωγικά συγονάση). Επουν τον ρόλοων φαρμάκωilbert και Crωσης από τα δ

χολίνης

οποιηθεί στηταν η πρόκληας και να συάση του φαρεστεράση τοέχουν μεγάλ

ών μυών για αφυσιολογικόκρατητικό γουσμό). Χρησιυνατόν να εκκόνα 7.1). Όα την άτυπη πάντησης υπλα μυοχαλαρ

χολινεστεράσβουκαΐνης»).

α φάρμακο,

ον αφορούν τυστήματα τωπίσης, πάρα πο υποδοχέα ήων, έχουν αναrigler-Najjar)διάφορα κυτ

ην αναισθησιηση χάλασηςυνδεθεί ο ασθρμάκου τερμου πλάσματοςλη ευαισθησαρκετές ώρεό. Πρόκειταιονίδιο (τρικόιμοποιώνταςκτιμηθεί η δρΌταν το ένζυμορφή των επερευαισθησρωτικά βραχε

σης του πλάσμαΠρόβλημα μετ

με βάση τη λ

τον μεταβολων ερυθροκυπολλές γενετή που μεταφέαγνωρισθεί γ), στην ακετοχρώματα P

ιολογία, ως μς των λαρυγγθενής με τα ματίζεται μέσς και του ήπαία, με αποτές, επειδή η δγια κληρονο

όρυφη αποτύτην ουσία δ

ραστικότητα μο αναστέλλευπαθών ασθσίας στον γενείας διάρκεια

ατος, με βάση ταβολισμού τη

λειτουργική

λισμό της σουττάρων (ανετικές διαφορέρουν φάρμαγενετικές απτυλίωση, στηP-450.

μυοχαλαρωτγγικών μυών,μηχανήματασα σε λίγα λατος. Μερικέλεσμα να εμδραστικότητομούμενη διύπωση των τδιβουκαΐνη, έτου ενζύμουλεται με χαμθενών. νικό πληθυσας δράσης.

τη συγκέντρωης σουκινυλοχ

ή μη παρου

υκινυλοχολίεπάρκεια τουρές έχουν πεακα μέσα στοποκλίσεις στηη μεθυλίωση

τικό βραχείας, ώστε να πεα της νάρκωλεπτά, επειδήά άτομα (συμφανίζουν άα της άτυπηςιαταραχή πουιμών δραστιέναν αναστου στο πλάσμαμηλές συγκε

σμό, η σουκι

ση της διβου-χολίνης έχουν

-

ί-υ -ο η η,

ς --ή -ά-ς υ ι--α -

ι-

οι ομκαΐνη 1.1.

πρώακεττυλιξη «σης απουυποδφύλαυπερμέση60%ότανσθείσμό

Σχήμκόνισοι ετεπιστ

1.1.

μοζυγώτες ασθης κάτω από 2

2.Ακετυλίω

Η ισονιαώτης επιλογήτυλοτρανσφειωμένων παρ«ταχέων» κατης ισονιαζίυσία του ενζδηλώνει τηνα της Μέσηρισχύουν οι τη, όσον αφορ

%). Με τις συν ο ασθενής ί τοξική πολτης ισονιαζί

μα 7.2. Η κινηση είναι δικόρτεροζυγώτες ωτημονικό άρθρ

3.Ανεπάρκ

θενείς, με πολύ20). Βασισμέν

ωση της ισο

αζίνη έχει ευής. Η ουσίαεράσης (ΝΑΤραγώγων τηςαι «βραδέων»ίδης οφείλετζύμου. Η δικν παρουσία ες Ανατολής,ταχείς μεταβρά τον συγκυνηθισμένες είναι ταχύς

λυνευρίτιδα αίδης με τη βι

ητική της απομρυφη, επειδή σως προς την έκφρο του Price-E

κεια της γλυ

ύ χαμηλή δρασνο σε δεδομένα

ονιαζίδης

υρεία εφαρμοαυτή ακετυ

Τ-2). Σε ένας ισονιαζίδης» μεταβολιστται στην παρκόρυφη αποτενός αυτοσω, υπάρχουν κβολιστές. Τέλεκριμένο γενδόσεις ισονιμεταβολιστήαπό άθροισηιταμίνη Β6 κα

μάκρυνσης τηςστο σύνολο τωνφραση του μη Evans (1962).

υκοζο-6-φω

157

στικότητα της α από το επιστ

ογή στη θερυλιώνεται σα τυχαίο πλης, έξι ώρες μστών. Έχει διρουσία ενός τύπωση των ωματικού επικυρίως βραδλος, οι αυτόχνετικό χαρακιαζίδης, το θεής. Ωστόσο,η του φαρμάκαι αντιμετωπ

ς ισονιαζίδης αν βραδέων μετλειτουργικού

ωσφορικής

άτυπης χολινετημονικό άρθρ

απευτική, ωστα ηπατοκύηθυσμό ασθεετά από τη χιαπιστωθεί, όμη λειτουργιτιμών δραστικρατητικού δείς μεταβολχθονες Ευρωκτήρα (οι βρεραπευτικό α, στους βραδκου. Η διαταπίζεται με τη

από το πλάσματαβολιστών (βισοενζύμου ΝΑ

αφυδρογον

εστεράσης του ο των Kalow

ς ένα από ταύτταρα από νών, η σύνθχορήγησή τηότι η μειωμέικού ενζύμουτικότητας τηγονιδίου (Ειστές. Αντίθωπαίοι είναι μαδείς μεταβοαποτέλεσμα δείς μεταβολαραχή αυτή ν προληπτικ

α, σε ασθενείςβ) συμπεριλαμβΝΑΤ-2. Βασισμ

νάσης

υ πλάσματος (δ& Staron (19

α αντιφυματιτο ισοένζυμθεση και η αης, αποδεικνύένη ικανότητυ και όχι στης ακετυλοτρΕικόνα 7.2). θετα, στην Άμοιρασμένοιολιστές αντισδεν μειώνετλιστές μπορεαποδίδεται σκή συγχορήγη

ς της λευκής φυμβάνονται οι ομμένο σε δεδομέ

δείκτης διβου-57).

ικά φάρμακαμο 2 της Ναποβολή ακεύει την ύπαρτα ακετυλίωην ολοσχερήρανσφεράσηςΣτα αραβικά

Άπω Ανατολήι περίπου στηστοιχούν στοαι ακόμη καεί να εμφανισε ανταγωνιηση της Β6.

υλής. Η απει-μοζυγώτες καένα από το

α ----ή ς ά ή η ο αι ι-ι-

ι

158

Η φυσιολογική σύνθεση του ενζύμου αυτού καθορίζεται από ένα υπολειπόμενο γονίδιο, που ευρίσκεται στο χρωμόσωμα Χ. Γι’αυτό και η ανεπάρκεια παρατηρείται κυρίως σε άρρενα άτομα (φυ-λοσύνδετο γενετικό χαρακτηριστικό). Στις μεσογειακές χώρες η διαταραχή αυτή είναι αρκετά συχνή, αλλά ακόμη συχνότερη είναι στην Αφρική, καθώς και στους νέγρους της Αμερικής.

Η γλυκοζο-6-φωσφορική αφυδρογονάση (G-6-PD) των ερυθρών αιμοσφαιρίων καταλύει τη μετατροπή του γλυκοζο-6-φωσφορικού οξέος σε 6-φωσφογλυκονικό οξύ και οδηγεί στο σχηματισμό NADPH, το οποίο είναι απαραίτητο συνένζυμο της αναγωγάσης της μεθαιμοσφαιρίνης (μετατροπή της μεθαιμοσφαιρίνης σε αναχθείσα αιμοσφαιρίνη) και της αναγωγάσης της γλουταθειόνης (διατήρη-ση επαρκών επιπέδων αναχθείσας γλουταθειόνης). Η αναχθείσα αιμοσφαιρίνη έχει διπλό λειτουργικό ρόλο. Αφενός μεταφέρει το οξυγόνο και αφετέρου αποτελεί σημαντική δομική πρωτεΐνη του τοιχώ-ματος, η οποία συμβάλλει στη διατήρηση του χαρακτηριστικού αμφίκοιλου σχήματος των ερυθρο-κυττάρων.

Σε άτομα με ανεπάρκεια του ενζύμου, τα ερυθροκύτταρα χάνουν την ευκαμψία τους και είναι εύθραστα, με αποτέλεσμα να καταστρέφονται μέσα στα τριχοειδή αγγεία της περιφερικής κυκλοφο-ρίας (αιμόλυση). Αυτό θα συμβεί όταν η στάθμη του NADPH πέσει πολύ χαμηλά, από διάφορες ο-ξειδωτικές ουσίες (ασπιρίνη, σουλφοναμίδες, σουλφόνες, κινίνη και άλλα ανθελονοσιακά φάρμακα, νιτροφουραντοΐνη, χλωραμφενικόλη, π-αμινοσαλικυλικό οξύ, ναφθαλίνη, τρινιτροτολουόλιο, κυα-νούν του μεθυλενίου, βιταμίνη Κ, προβενεσίδη, διμερκαπρόλη, φαινυλυδραζίνη). Η μεταβολική αυτή διαταραχή ονομάζεται και κυαμισμός (<κύαμοι, κουκιά), επειδή η αρχική της βιβλιογραφική περι-γραφή αφορούσε παιδιατρικά περιστατικά με αιμόλυση, μετά από βρώση κουκιών ή ακόμη και μετά από έκθεση στη γύρη του φυτού. Υπεύθυνοι παράγοντες θεωρούνται διάφορα οξειδωτικά γλυκοσίδια της υδροξυπυριμιδίνης (κυρίως διβισίνη και ισουραμίλη) που υπάρχουν στα κουκιά. Τα συμπτώματα μπορεί να είναι ήπια (ζάλη, πονοκέφαλος, ναυτία, κοιλιακά άλγη) ή να εκδηλωθούν εξαρχής με αιμο-σφαιρινουρία. 1.2.Αντιδράσεις από φαρμακοχημικούς παράγοντες

Στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται τοξικές εκδηλώσεις που οφείλονται κυρίως στη χημι-κή δομή ορισμένων φαρμάκων και σε μικρότερο βαθμό σε τυχόν ατομικούς παράγοντες.

1.2.1.Αλλεργία

Για την εμφάνιση αλλεργικών αντιδράσεων σε ένα φάρμακο, πρέπει προηγουμένως ο οργα-

νισμός να ευαισθητοποιηθεί στο συγκεκριμένο φάρμακο ή σε κάποιον μεταβολίτη του. Η ξένη ουσία δρα ως αντιγόνο, το οποίο προκαλεί τη σύνθεση IgE αντισωμάτων από τα πλασματοκύτταρα. Όταν το αλλεργιογόνο φάρμακο έχει πρωτεϊνική φύση, ο μηχανισμός ευαισθητοποίησης είναι προφανής. Προκειμένου για μη πρωτεϊνικά μόρια, η ευαισθητοποίηση του οργανισμού απαιτεί προηγούμενη σύνδεσή τους με ενδογενείς πρωτεΐνες, οι οποίες υφίστανται στερεοχημική μετατροπή (μετουσίωση) και δεν αναγνωρίζονται πλέον από το ανοσολογικό σύστημα ως φυσιολογικές πρωτεΐνες του οργανι-σμού. Στην περίπτωση αυτή, η φαρμακευτική ουσία λειτουργεί ως «απτίνη» (hapten), επειδή «άπτε-ται» και μετουσιώνει το ενδογενές πρωτεϊνικό μόριο.

Το ποσό του αλλεργιογόνου δεν φαίνεται να έχει σημασία, δεδομένου ότι ευαισθητοποίηση και αλλεργική αντίδραση μπορούν να συμβούν και με απειροελάχιστα ίχνη μιας ουσίας. Πολλές ου-σίες με παρόμοια χημική δομή εκδηλώνουν αντιδράσεις «διασταυρούμενης αλλεργίας», οπότε ο τρό-πος ευαισθητοποίησης του ατόμου δεν είναι προφανής. Η διασταυρούμενη αλλεργία υποδηλώνει ότι φάρμακα που δρουν ως απτίνες προκαλούν σύνθεση όχι πολύ ειδικών αντισωμάτων, τουλάχιστον όσον αφορά στην απτίνη αυτή καθεαυτή. Νέα επαφή του οργανισμού με την ίδια ή κάποια παρόμοια ουσία καταλήγει στη δημιουργία του συμπλέγματος αντιγόνου-αντισώματος, το οποίο αντιδρά με διάφορους ιστούς και κύτταρα, με αποτέλεσμα την απελευθέρωση από τα μαστοκύτταρα και τα βα-σεόφιλα λευκοκύτταρα ιστικών ορμονών του τύπου της ισταμίνης, της σεροτονίνης, της βραδυκινίνης κ.ά. (χυμική ανοσία). Άλλοτε πάλι, το αντιγόνο ευαισθητοποιεί τα μικρά λεμφοκύτταρα (κυτταρική

159

ανοσία), τα οποία συμμετέχουν στις αλλεργικές αντιδράσεις όψιμου τύπου (επιβραδυνόμενη ή όψιμη αλλεργία).

Η εμφάνιση φαρμακευτικής αλλεργίας δεν είναι πολύ συχνή. Η πενικιλλίνη, ένα από τα συ-νηθέστερα αλλεργιογόνα φάρμακα, προκαλεί αλλεργία σε ποσοστό 5-10% των περιπτώσεων που χρησιμοποιείται. Η ασπιρίνη, παρά την πολύ ευρεία χρήση της, προκαλεί αλλεργία μόνο σε ποσοστό 0.2%.

Μια αλλεργική αντίδραση ποικίλλει από ασήμαντα δερματικά φαινόμενα (κνίδωση) και πυ-ρετό, μέχρι θανατηφόρα κυκλοφορική καταπληξία (shock). Από άποψη κλινικής πορείας, τα συ-μπτώματα μπορεί να εμφανιστούν αμέσως (οξεία αντίδραση) ή μετά από αρκετές ημέρες (όψιμη α-ντίδραση). Η σοβαρότερη μορφή οξείας αντίδρασης ονομάζεται «αναφυλαξία» και χαρακτηρίζεται από εντονότατο βρογχόσπασμο, οίδημα των αναπνευστικών βλεννογόνων και πτώση της αρτηριακής πίεσης (αναφυλακτικό shock).

Οι όψιμες αλλεργικές αντιδράσεις εμφανίζονται κυρίως με επίμονα δερματικά εξανθήματα, αρθραλγίες, πυρετό και διαταραχές της αιμοποίησης, οι οποίες μπορεί να περιλαμβάνουν ορισμένα μόνο είδη εμμόρφων συστατικών του αίματος (θρομβοπενική πορφύρα, ακοκκιοκυτταραιμία) ή όλα τα κύτταρα (απλαστική αναιμία). Πολύ σοβαρή εκδήλωση είναι η εκτεταμένη απώλεια των επιφανει-ακών στιβάδων του δέρματος (τοξική επιδερμική νεκρόλυση ή νόσος του Lyell). 1.2.2.Εξάρτηση

Τα φάρμακα που προκαλούν εξάρτηση επενεργούν στο ΚΝΣ και προδιαθέτουν σε κατάχρη-ση, επειδή η χρήση τους βιώνεται ως μια ευχάριστη εμπειρία («ψυχολογική εξάρτηση»). Όταν η μα-κροχρόνια λήψη τους συνοδεύεται από την εγκατάσταση αντοχής, απαιτείται συνεχής αύξηση των δόσεων. Στην περίπτωση αυτή, η απότομη διακοπή του φαρμάκου μπορεί να προκαλέσει σύνδρομο στέρησης, οπότε μιλάμε για «φυσική» ή «σωματική» εξάρτηση.

Η εξάρτηση αποτελεί μια σοβαρή ανεπιθύμητη ενέργεια που ενδέχεται να δημιουργήσει πρα-κτικά προβλήματα στην κλινική εφαρμογή πολύ χρήσιμων φαρμάκων, όπως είναι τα οπιούχα (ή ναρ-κωτικά αναλγητικά).

Η ψυχολογική εξάρτηση χαρακτηρίζεται από έντονη επιθυμία χρήσης ενός φαρμάκου, αλλά η τάση για αύξηση των δόσεων είναι πολύ μικρή. Η ένταση της ψυχολογικής εξάρτησης ποικίλλει ανάλογα με τη χρησιμοποιούμενη φαρμακευτική ουσία και την προσωπικότητα του ατόμου. Σε μερι-κές περιπτώσεις, η επιθυμία για τη «δόση» είναι τόσο ισχυρή, ώστε μπορεί να οδηγήσει σε παραβατι-κή συμπεριφορά.

Η σωματική εξάρτηση χαρακτηρίζεται από ψυχαναγκαστική επιθυμία για το φάρμακο, από σταθερή τάση για συνεχή αύξηση των δόσεων σε μέγεθος και συχνότητα λήψης, και από έντονα στε-ρητικά συμπτώματα όταν δεν είναι δυνατή η συνέχιση της χρήσης. Το σύνδρομο στέρησης εκδηλώ-νεται συνήθως με δυσλειτουργία του αυτόνομου νευρικού συστήματος, καθώς και από ψυχικές και κινητικές διαταραχές.

Ορισμένες εξαρτησιογόνες ουσίες παρουσιάζουν κάποιες κοινές ιδιότητες, βάσει των οποίων κατατάσσονται σε τέσσερις κατηγορίες, με κύριο γνώμονα τα χαρακτηριστικά της εξάρτησης.

I. Κατασταλτικά του Κ.Ν.Σ.: Αιθανόλη, αιθέρας, βαρβιτουρικά (π.χ., σεκοβαρβιτάλη, πεντο-βαρβιτάλη, αμοβαρβιτάλη, φαινοβαρβιτάλη), γλουταιθιμίδη, ένυδρος χλωράλη, μεθακαλόνη, μεθυ-πρυλόνη, μεπροβαμάτη, παραλδεΰδη, βενζοδιαζεπίνες (π.χ., αλπραζολάμη, λοραζεπάμη, χλωροδιαζε-ποξείδη), πτητικές οργανικές ενώσεις κ.ά. Η κατηγορία αυτή αναπτύσσει τόσο ψυχολογική όσο και σωματική εξάρτηση. Το σύνδρομο στέρησης μπορεί να εκδηλωθεί με πολύ έντονα συμπτώματα (π.χ. οι επιληπτοειδείς σπασμοί των χρόνιων αλκοολικών) και μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τη ζωή του χρή-στη όταν συνυπάρχουν επιβαρυντικοί παράγοντες (κακή διατροφή ή χρόνιες ασθένειες).

II. Ναρκωτικά αναλγητικά: Δεξτραμεθορφάνη, διυδρομορφινόνη, ηρωίνη, κωδεΐνη, λεβαλ-λορφάνη, λεβορφανόλη, μεθαδόνη, μεθυλδιυδρομορφινόνη, μορφίνη, πεθιδίνη, πενταζοκίνη, προπο-ξυφαίνη, φαιναζοκίνη, κ.ά. Αποτελούν μια σχετικά ομοιογενή ομάδα φαρμακευτικών ουσιών, με με-γάλη εξαρτησιογόνο ισχύ. Η αρχική ψυχολογική εξάρτηση συνοδεύεται ταχύτατα και από εγκατά-σταση σωματικής εξάρτησης, η οποία γίνεται αντιληπτή μόνον όταν είναι αδύνατη η συνέχιση της

160

χρήσης. Το σύνδρομο στέρησης είναι πολύ δριμύ και παρατεταμένο (5-7 ημέρες), αλλά σπανίως θέτει σε κίνδυνο τη ζωή του χρήστη.

III. Διεγερτικά του Κ.Ν.Σ.: Αμφεταμίνες (αμφεταμίνη, δεξτραμφεταμίνη, μεθαμφεταμίνη), διαιθυλοπροπιόνη, κοκαΐνη, μεθυλοφαινιδάτη, μεφαιντερμίνη, φαινομετραζίνη κ.ά. Πρόκειται για ουσίες με έντονη ψυχολογική εξάρτηση, αλλά με σχετικά ήπιο σύνδρομο στέρησης, που εκδηλώνεται κυρίως με υπνηλία.

IV. Άλλες ουσίες: Διαιθυλαμίδιο του λυσεργικού οξέος (LSD), κανναβινοειδή (χασίς, μαρι-χουάνα), νικοτίνη κ.ά. Αυτές οι ουσίες εγκαθιστούν ψυχολογική εξάρτηση. Συμπτώματα στέρησης δεν παρατηρούνται καθόλου ή είναι πολύ ήπια. 1.2.3.Γονοτοξικότητα

Η γονοτοξικότητα εμφανίζεται ως μεταλλαξιογένεση, ως καρκινογένεση ή ως τερατογένεση. είναι Η ικανότητα μιας χημικής ένωσης να αντιδρά με το DNA ή με τις πυρηνικές πρωτεΐνες (ιστόνες και όξινες πρωτεΐνες) αποτελεί βασική προϋπόθεση για να είναι κάποιος παράγοντας μεταλλαξιογό-νος. Εκτός από τις χημικές ουσίες, μεταλλάξεις μπορούν να προκληθούν από ιούς ή από φυσικούς παράγοντες (ακτινοβολία, χρόνιος μηχανικός ερεθισμός).

Από άποψη μηχανισμού, οι γονοτοξικές μεταβολές μπορούν να συμβούν σε δύο επίπεδα: (Α) στο μοριακό επίπεδο του DNA, και (Β) στο οργανιδιακό επίπεδο των χρωμοσωμάτων.

(Α). Σε μοριακό επίπεδο, οι συχνότερες μεταβολές είναι η αλλαγή, η προσθήκη ή η εξάλειψη ενός ζεύγους βάσεων. Η αλλαγή είναι συνήθως αποτέλεσμα υδροξυλίωσης ή απαμίνωσης μιας βάσης. Η μετατροπή της βάσης σε κάποια άλλη βάση (π.χ., η μετατροπή της κυτοσίνης σε ουρακίλη) δεν ακολουθείται από σημαντικές λειτουργικές διαταραχές. Όταν, όμως, το νέο μόριο που προκύπτει δεν μπορεί να συμπεριφερθεί λειτουργικά ως βάση πυρηνικού οξέος, τότε είναι δυνατόν να προκύψει διάσπαση της αλυσίδας κατά τη φάση του αναδιπλασιασμού. Αυτό μπορεί να συμβεί, όταν η αδενίνη μετατραπεί σε υποξανθίνη ή η γουανίνη σε ξανθίνη. Ικανότητα αλλαγής βάσης έχει παρατηρηθεί, π.χ., με την υδροξυλαμίνη, τους αλκυλιωτικούς παράγοντες, καθώς και τους πολυκυκλικούς υδρογο-νάνθρακες.

Μια μετάλλαξη ενδέχεται να μην έχει κάποιο λειτουργικό αντίκτυπο, όταν συμβεί σε μη κω-δικοποιητική αλληλουχία (π.χ., ιντρόνιο ή διαστηματικό DNA) ή εάν αφορά την τρίτη βάση ενός κω-δικονίου, με αποτέλεσμα να μη μεταβάλλεται το αμινοξύ που κωδικοποιείται. Ωστόσο, σε άλλες πε-ριπτώσεις, μια μετάλλαξη μπορεί να μεταβάλει το κωδικόνιο και να επιφέρει κάποια αλλαγή στο προ-ϊόν. Η σημειακή μετάλλαξη με αντικατάσταση μιας μόνο βάσης μπορεί να οδηγήσει σε κωδικόνιο για διαφορετικό αμινοξύ (παρερμηνεύσιμη μετάλλαξη, missense) ή σε κωδικόνιο λήξης (ανερμηνεύσιμη μετάλλαξη, nonsense). Ένθεση ή έλλειψη βάσεων που δεν είναι πολλαπλάσια του 3 οδηγεί σε μετα-τόπιση πλαισίου ανάγνωσης (πλαισιοτροπική μετάλλαξη, frame shift mutation).

Η τροποποίηση της συμπεριφοράς ορισμένων γονιδίων από την προσθήκη ή την εξάλειψη ενός ζεύγους βάσεων μπορεί να ερμηνεύσει την απαρχή μιας λειτουργικής παρεκτροπής που θα οδη-γήσει σε καρκινογένεση, καθώς επηρεάζεται η μεταγραφή συγκεκριμένων γονιδίων. Για παράδειγμα, μπορεί να μειωθεί η έκφραση μιας ογκοκατασταλτικής πρωτεΐνης ή αντίθετα να υπερεκφραστεί μια ογκοπρωτεΐνη. Συνεπώς, η μελέτη του τρόπου δημιουργίας των βλαβών του DNA, καθώς και των μηχανισμών επιδιόρθωσης, μπορεί να βοηθήσει στην κατανόηση του φαινομένου της καρκινογένε-σης.

(Β). Σε οργανιδιακό επίπεδο, είναι δυνατό να συμβεί ρήξη χρωμοσωμάτων και λανθασμένος ή ελλιπής ανασυνδυασμός, καθώς και ανισοκατανομή των χρωμοσωμάτων μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων. Ο ακριβής μηχανισμός του χιάσματος (crossing-over) και του ανασυνδυασμού, που συμ-βαίνουν κατά την αναγωγική φάση της μείωσης, είναι άγνωστος. Έχει διαπιστωθεί παρ’όλα αυτά, ότι τα μεταλλαξιογόνα αναστέλλουν σημαντικά τον ανασυνδυασμό, με αποτέλεσμα να προκύπτουν πολ-λά ασύνδετα τμήματα χρωμοσωμάτων. Επειδή ακριβώς η μείωση συμβαίνει στα κύτταρα της γενετι-κής σειράς (γαμέτες), αυτές οι μεταβολές των χρωμοσωμάτων κληρονομούνται, εφόσον είναι συμβα-τές με τη ζωή. Ουσίες που επιδρούν κατά την αναγωγική φάση της μείωσης είναι οι αλκυλιωτικοί παράγοντες, η βρωμοουρακίλη, η αιθανόλη, η κουμαρίνη, η φαινόλη κ.ά.

161

Ανισοκατανομή των χρωμοσωμάτων στα θυγατρικά κύτταρα μπορεί να συμβεί κατόπιν πει-ραματικής επίδρασης διαφόρων ουσιών κατά τη διάρκεια της μετάφασης, όπως η κολχικίνη, η ποδο-φυλλοτοξίνη, ο αιθέρας, η πενικιλλίνη, η ηπαρίνη και η κινίνη. Κοινή ιδιότητα αυτών των ουσιών είναι η αναστολή σχηματισμού των μικροσωληνίσκων της μιτωτικής ατράκτου. Χημική Καρκινογένεση

Η ανακάλυψη πως υπάρχουν πολλές κοινές ιδιότητες στο μηχανισμό δράσης των μεταλλαξι-ογόνων και των καρκινογόνων έχει οδηγήσει στην εύλογη άποψη ότι κάθε νεοπλασματική εξεργασία είναι αποτέλεσμα μετάλλαξης. Σήμερα, πιστεύεται ότι η πλειονότητα των κακοήθων νεοπλασιών ο-φείλεται στην επίδραση χημικών ουσιών και, μόνο σε πολύ μικρό ποσοστό, σε παθογόνους μικροορ-γανισμούς ή φυσικούς παράγοντες.

Η χημική καρκινογένεση είναι μια μορφή χρόνιας τοξικότητας που περιλαμβάνει δύο φάσεις. Κατ'αρχάς, απαιτείται η παρουσία ενός καρκινογόνου, το οποίο προκαλεί κάποια αρχική μεταβολή στην κυτταρική λειτουργία («εκκίνηση»). Κατόπιν, απαιτείται η παρουσία ενός ή περισσότερων συ-γκαρκινογόνων, τα οποία διευκολύνουν τη δράση του καρκινογόνου και επιταχύνουν την εμφάνιση της νεοπλασίας («προαγωγή»). Πιθανώς, η λειτουργική μεταβολή έγκειται στην αδυναμία αυτορρύθ-μισης των μιτώσεων, με αποτέλεσμα την υπερβολική μιτωτική δραστηριότητα που παρατηρείται στα κακοήθη νεοπλασματικά κύτταρα.

Ο αριθμός των γνωστών χημικών ουσιών, που μπορούν να προκαλέσουν καρκίνο σε πειρα-ματόζωα, ανέρχεται σε πολλές εκατοντάδες. Παρόλο που τα γνωστά καρκινογόνα καλύπτουν ένα με-γάλο φάσμα χημικών ιδιοτήτων, ως σημαντικότερες θα μπορούσαν να αναφερθούν οι ακόλουθες κα-τηγορίες:

α) Πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες, π.χ., βενζο[α]πυρένιο, 3-μεθυχλωρανθρένιο, 7,12-διμεθυλοβενζανθρακένιο.

β) Αρωματικές αμίνες, π.χ., Ν,Ν-διμεθυλαμινο-4-αμινοαζοβενζόλιο, β-ναφθυλαμίνη, ακετυ-λαμινοφλουορένιο.

γ) Ν-Νιτροζοενώσεις, π.χ., διμεθυλονιτροζαμίνη, Ν-μεθυλο-Ν-νιτροζουρία, Ν-μεθυλο-Ν-νιτρο-Ν-νιτροζογουανιδίνη.

δ) Αλκυλιωτικοί παράγοντες, π.χ. Ν-μεθυλοδι(β-χλωραιθυλ)αμίνη και ανάλογά της. Στα παραπάνω καρκινογόνα θα μπορούσαν ακόμη να περιληφθούν οι αφλατοξίνες, το βινυ-

λοχλωρίδιο, ορισμένες ορμόνες (π.χ. διαιθυλοστιλβεστρόλη), μέταλλα (νικέλιο, χρώμιο κ.ά.) και α-νόργανες ουσίες, με σημαντικότερη ίσως τον αμίαντο.

Το πλατύ φάσμα χημικών ιδιοτήτων που καλύπτεται από τις παραπάνω ουσίες είναι πραγμα-τικά εντυπωσιακό. Υπάρχουν μεταξύ τους οι σχετικά πολύπλοκοι αρωματικοί υδρογονάνθρακες, αλ-λά και πολύ απλές αλειφατικές ενώσεις, όπως π.χ. η διμεθυλονιτροζαμίνη. Η εμφανής απουσία ορι-σμένων κοινών χαρακτηριστικών στη χημική δομή των καρκινογόνων ήταν ένα από τα πρώτα προ-βλήματα που επισημάνθηκαν κατά τη μελέτη της βιολογικής τους δράσης. Σήμερα, γνωρίζουμε ότι σχεδόν όλα τα καρκινογόνα αντιδρούν in vivo με το DNA. Το γεγονός αυτό έχει οδηγήσει και στη διατύπωση του δόγματος ότι η δυνατότητα αντίδρασης με το DNA είναι ένα από τα πρώτα κρίσιμα στάδια στη διαδικασία της καρκινογένεσης. Έχει διατυπωθεί η γενική υπόθεση ότι τα χημικά καρκι-νογόνα έχουν το κοινό χαρακτηριστικό να επιδρούν ως ηλεκτρονιόφιλοι παράγοντες οι οποίοι αντι-δρούν ομοιοπολικά με πυρηνόφιλα σημεία του DNA. Συνηθισμένη ιδιότητα πολλών χημικών καρκι-νογόνων είναι η ικανότητά τους να προκαλούν αλκυλίωση ή αρυλίωση. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η ικανότητα, τόσο ισχυρότερο είναι το καρκινογόνο. Πολλά καρκινογόνα ενεργοποιούνται μέσα στον οργανισμό, αφού προηγουμένως μεταβολιστούν στο ήπαρ. Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν τα καρ-κινογόνα βενζο[α]πυρένιο, αφλατοξίνη Β1 και διμεθυλονιτροζαμίνη. Η βιομετατροπή του βεν-ζο[α]πυρενίου είναι χαρακτηριστική περίπτωση μιας βαθμιαίας ενεργοποίησης που οδηγεί σε μια σειρά από προϊόντα (στερεοϊσομερή), με διαφορετική χημική δραστικότητα προς το DNA και συνα-κόλουθη διαφορετική καρκινογόνο ισχύ. Ο μεταβολισμός των καρκινογόνων επιτελείται από το οξει-δωτικό σύστημα των μονοοξυγενασών που σχετίζονται με τα κυτοχρώματα Ρ-450. Το ενζυμικό αυτό σύστημα ευρίσκεται κυρίως στο ενδοπλασματικό δίκτυο και απαιτεί την παρουσία NADPH και μορι-ακού οξυγόνου (βλ. Κεφ. «Μεταβολισμός Ξενοβιοτικών»).

162

Στην περίπτωση του βενζο[α]πυρενίου, έχουν ανιχνευτεί και χαρακτηριστεί τόσον οι ενδιά-μεσοι όσο και ο τελικός μεταβολίτης. Όμως, σε άλλες περιπτώσεις, όπως π.χ. της αφλατοξίνης Β1 και της διμεθυλονιτροζαμίνης, οι ενδιάμεσοι και οι τελικοί μεταβολίτες δεν έχουν μέχρι σήμερα απομο-νωθεί, προφανώς λόγω της μεγάλης χημικής τους αστάθειας. Όταν συμβαίνει αυτό, ο διαμεσολάβησή τους συμπεραίνεται από τη μορφή των τελικών προϊόντων της αντίδρασής τους με το DNA καθώς και από άλλες έμμεσες ενδείξεις.

Μηχανισμοί καρκινογένεσης. Τα ακριβή στάδια της χημικής καρκινογένεσης παραμένουν άγνωστα. Γενικώς, έχει επικρατήσει η θεωρία της «σωματικής μετάλλαξης», σύμφωνα με την οποία κατά τη διάρκεια της μίτωσης ένα ή περισσότερα κύτταρα υφίστανται μετάλλαξη από την επίδραση ενός καρκινογόνου. Ορισμένες αλλαγές στις βάσεις του DNA μπορεί να οδηγήσουν τα θυγατρικά κύτταρα σε ανεξέλεγκτο περαιτέρω πολλαπλασιασμό. Παράλληλα, έχουν διατυπωθεί και οι καλούμε-νες «επιγενετικές θεωρίες», σύμφωνα με τις οποίες τα καρκινογόνα επιδρούν και αλλοιώνουν λει-τουργικά τους μηχανισμούς ρύθμισης της γονιδιακής έκφρασης, δηλαδή πρωτεΐνες και άλλα τυχόν μεγαλομόρια που ελέγχουν τη μεταγραφή και τη μετάφραση του γενετικού υλικού. Οι θεωρίες αυτές έχουν την αφετηρία τους στο γεγονός ότι κατά τη διάρκεια της διαφοροποίησης των κυττάρων εμφα-νίζονται νέες ιδιότητες (δηλ. έκφραση νέων πληροφοριών), χωρίς όμως να έχει μεσολαβήσει κάποια αλλαγή στην αλληλουχία των βάσεων του DNA και μάλιστα οφειλομένη στη δράση κάποιου μεταλ-λαξιογόνου. Η θεωρία για την επιγενετική ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης προέκυψε από την προ-σπάθεια να κατανοηθούν οι μηχανισμοί που διέπουν τους ορμονοεξαρτώμενους καρκίνους.

Φαίνεται ότι σημαντικό ρόλο στην καρκινογένεση παίζουν τόσο γενετικοί όσο και επιγενετι-κοί παράγοντες, αλλά πιθανότατα οι γενετικοί παράγοντες (αλλοίωση του DNA) είναι ιδιαίτερα ση-μαντικοί στα πρώτα στάδια της καρκινικής εξαλλαγής. Προς αυτήν την κατεύθυνση τείνουν αρκετές ενδείξεις, δεδομένου ότι τα περισσότερα καρκινογόνα είναι και μεταλλαξιογόνα. Το γεγονός αυτό, το οποίο αποτελούσε και μια από τις κύριες προβλέψεις της θεωρίας της σωματικής μετάλλαξης, άργησε να επιβεβαιωθεί. Οι αρχικές προσπάθειες για τον συσχετισμό μεταξύ μεταλλαξιογόνου και καρκινο-γόνου ισχύος συνάντησαν δυσκολίες, επειδή δεν ήταν ακόμη κατανοητό ότι σε ορισμένες περιπτώ-σεις προϋπόθεση για αυτές τις δράσεις ήταν η μεταβολική ενεργοποίηση μιας χημικής ουσίας. Όταν η μεταλλαξιογόνος δράση άρχισε να γίνεται σε πειραματικά μοντέλα που επέτρεπαν προηγούμενη με-ταβολική ενεργοποίηση, απεδείχθη ότι τα περισσότερα καρκινογόνα είναι και μεταλλαξιογόνα (βλ. δοκιμασία Ames, στο κεφ. «Μέθοδοι αξιολόγησης της τοξικότητας των φαρμάκων»).

Τα κύτταρα διαθέτουν ποικίλους μηχανισμούς επιδιόρθωσης του DNA, οι οποίοι ασκούν προστατευτικό ρόλο και αποτρέπουν την εμφάνιση καρκινογόνου εξαλλαγής.

Χημικές βλάβες του DNA. Για ορισμένες ομάδες χημικών καρκινογόνων, όπως οι N-νιτροζοενώσεις, υπάρχουν αρκετές πειραματικές παρατηρήσεις που επιτρέπουν την εξαγωγή συμπε-ρασμάτων για τον μηχανισμό με τον οποίο κάποια αρχική αλλοίωση του DNA θα οδηγήσει σε κα-κοήθη εξαλλαγή. Οι απλές Ν-νιτροζοενώσεις, όπως η διμεθυλονιτροζαμίνη και η Ν-μεθυλο-Ν-νιτροζουρία, προκαλούν μεθυλίωση του DNA αντιδρώντας με διάφορα πυρηνόφιλα κέντρα του, όπως τα άτομα Ν και Ο των βάσεων και της φωσφοδιεστερικής αλυσίδας. Αλκυλίωση του DNA προκα-λούν και άλλες ουσίες, όπως π.χ. το θειϊκό διμεθύλιο και διαιθύλιο και τα αντίστοιχα μεθυλοσουλφο-νικά αλκύλια.

Οι αλκυλιωτικοί παράγοντες αντιδρούν με τη γουανίνη στις θέσεις Ν-7 (άζωτο στη θέση 7), Ν-3 (άζωτο στη θέση 3) και Ο-6 (οξυγόνο στη θέση 6). Αλκυλίωση επίσης παρατηρείται στις θέσεις Ν-3 και Ν-7 της αδενίνης, καθώς και στις θέσεις Ο-2 κα Ν-3 της κυτοσίνης και της θυμίνης. Άλλω-στε, η αντίδραση των αλκυλιωτικών παραγόντων με τις αμινομάδες δύο αντικρυστών μορίων γουανί-νης μπορεί να δημιουργήσει σταυροδεσμό ανάμεσα στις δύο αλυσίδες του DNA. Αυτές οι βλάβες είναι τοξικές και οδηγούν σε κυτταρικό θάνατο, επειδή παρεμποδίζουν την αντιγραφή του DNA.

Η αναγνώριση των βιολογικά σημαντικών συμπλόκων μεταξύ των καρκινογόνων και του DNA και η δυνατότητα μέτρησής τους αποτέλεσαν ένα σημαντικό βήμα στη μελέτη της χημικής καρκινογένεσης και πρόσφεραν ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για τη διερεύνηση της καρκινογένεσης στον άνθρωπο.

163

Οργανοτροπισμός των καρκινογόνων. Η ικανότητα για μεταβολική ενεργοποίηση των καρ-κινογόνων διαφέρει από ιστό σε ιστό. Το γεγονός αυτό αποτελεί έναν από τους κύριους παράγοντες, αλλά οπωσδήποτε όχι τον μοναδικό, που καθορίζουν τον οργανοτροπισμό ενός καρκινογόνου. Το ήπαρ, ως κύριο όργανο μεταβολισμού των ξενοβιοτικών, εξηγεί εν μέρει την πρόκληση ηπατοκαρκι-νογένεσης. Η ίδια ερμηνεία δίνεται και στον οργανοτροπισμό ορισμένων άλλων καρκινογόνων, όπως η Ν-μεθυλο-Ν-βενζυλονιτροζαμίνη (οισοφάγος) και η διβουτυλονιτροζαμίνη (ουροδόχος κύστη), η τοξικότητα των οποίων εξηγείται από την εκλεκτική ενεργοποίησή τους στους αντίστοιχους ιστούς-στόχους.

Πειράματα με τη διμεθυλονιτροζαμίνη δείχνουν καθαρά τον ρόλο που διαδραματίζει η κινη-τική ενός ξενοβιοτικού στην καρκινογένεση. Όταν το συγκεκριμένο καρκινογόνο χορηγείται σε υψη-λή εφάπαξ δόση με ενδοπεριτοναϊκή ένεση, προκαλεί κυρίως νεφρικό καρκίνο. Όταν, όμως, χορηγεί-ται σε χαμηλές δόσεις μαζί με την τροφή για διάστημα τριών εβδομάδων, ο καρκίνος εντοπίζεται κυ-ρίως στο ήπαρ, όπου διαπιστώνεται και υψηλό ποσοστό μεθυλίωσης του DNA. Αυτό αποδίδεται στο γεγονός ότι χαμηλές συγκεντρώσεις διμεθυλονιτροζαμίνης απορροφώνται από το έντερο, μπαίνουν στην πυλαία φλέβα και καταλήγουν στο ήπαρ, όπου μεταβολίζονται αμέσως και πλήρως (φαινόμενο αρχικής διάβασης). Με αυτό το παράδειγμα, φαίνεται η σημασία της διακίνησης μιας ουσίας μέσα στον οργανισμό, ως προς τον τελικό στόχο τοξικότητας.

Όπως είναι φανερό από όλα τα παραπάνω, η δράση ενός καρκινογόνου μέσα στον οργανισμό εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως η οδός εισόδου, το όργανο στο οποίο θα μεταβολιστεί, οι τυχόν ενεργοί μεταβολίτες που θα προκύψουν, η επαρκής λειτουργία των μηχανισμών επιδιόρθωσης του DNA, κ.ά. Όλοι αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν το τελικό καρκινογόνο αποτέλεσμα και υπόκει-νται σε αλληλεπίδραση με ποικίλους άλλους απρόβλεπτους παράγοντες, όπως η γενικότερη αμυντική κατάσταση του οργανισμού (γενετικό υπόστρωμα, διατροφή, ενδοκρινική λειτουργία κ.ο.κ.).

Γνωστά καρκινογόνα για τον άνθρωπο. Το Διεθνές Ινστιτούτο Έρευνας του Καρκίνου του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (International Agency for Research in Cancer, IARC / WHO) έχει εκδώσει μέχρι σήμερα περισσότερες από 100 Μονογραφίες με αξιολογήσεις της πιθανής καρκινογό-νου δράσης διαφόρων ουσιών στον άνθρωπο. Περίπου 50 χημικές ενώσεις, ή μίγματα ουσιών, είναι αποδεδειγμένα καρκινογόνα για τον άνθρωπο, όπως φαίνεται από την ανάλυση των επιδημιολογικών δεδομένων.

Πολλά γνωστά καρκινογόνα του ανθρώπου έχουν χρησιμοποιηθεί ή χρησιμοποιούνται ακόμη ως φάρμακα (Πίνακας 7.1), ενώ άλλα έχουν σχέση με τον επαγγελματικό χώρο, όπου ο καρκίνος εί-ναι αποτέλεσμα της μακροχρόνιας έκθεσης σε συγκεκριμένες χημικές ουσίες (Πίνακας 7.2). Σε αρκε-τές περιπτώσεις, δεν μπορεί να γίνει αναφορά σε μια και μοναδική χημική ουσία, επειδή ο καρκίνος είναι αποτέλεσμα τοξικής συνέργειας πολλών ουσιών μέσα στον χώρο εργασίας (Πίνακας 7.3). Τέ-λος, έχει αποδειχθεί ότι ο καρκίνος μπορεί να είναι αποτέλεσμα έκθεσης σε ορισμένες χημικές ουσίες στο ευρύτερο κοινωνικό περιβάλλον (Πίνακας 7.4).

Από φαρμακολογική και τοξικολογική άποψη, οι αλκυλιωτικοί παράγοντες (βουσουλφάνη, χλωραμβουκίλη, κυκλοφωσφαμίδη, μελφαλάνη κ.ά.) παρουσιάζουν το μεγαλύτερο ενδιαφέρον, δε-δομένου ότι χρησιμοποιούνται ακόμη στη θεραπευτική ως αντινεοπλασματικά φάρμακα. Οι παράγο-ντες αυτοί οδηγούν σε μεταλλάξεις, λόγω της ικανότητάς τους να προκαλούν αναδίπλωση της αλυσί-δας του DNA μεταξύ δύο γειτονικών βάσεων γουανίνης. Χαρακτηριστικό αποτέλεσμα αυτής της δράσης είναι πιθανώς και η αναστολή της αναγωγικής φάσης της μείωσης. Με αυτήν την έννοια, οι αλκυλιωτικοί παράγοντες πρέπει να θεωρηθούν ως κυτταροτοξικά φάρμακα με σχετική μόνο εκλε-κτικότητα για τα κύτταρα εκείνα που εμφανίζουν έντονη πυρηνοκινησία. Παρά την καρκινογόνο τους ενέργεια, η χρήση των παραγόντων αυτών στην Ιατρική βασίζεται στο γεγονός ότι η εμφάνιση χημι-κής καρκινογένεσης απαιτεί χρονικό διάστημα μεγαλύτερο από το προσδόκιμο της επιβίωσης των ήδη πασχόντων από καρκίνο.

Χαρακτηριστικό όλων των καρκινογόνων ουσιών είναι ότι πρέπει να δράσουν για μεγάλο χρονικό διάστημα. Από διάφορες παρατηρήσεις, έχει σημειωθεί ότι για την εμφάνιση καρκίνου στον άνθρωπο μπορεί να χρειαστεί η έκθεση στο παθογόνο αίτιο επί μακρό χρονικό διάστημα (20-40 χρό-

164

νια). Ο μόνος τρόπος προστασίας από την καρκινογένεση είναι η αποφυγή των καρκινογόνων και συγκαρκινογόνων ουσιών. Το τσιγάρο περιέχει βενζο[α]πυρένιο καθώς και διάφορες συγκαρκινογό-νες φαινόλες. Σύμφωνα με μια στατιστική μελέτη, το κόψιμο του τσιγάρου θα ελάττωνε τη συχνότητα εμφάνισης καρκίνου κατά 30% στο σύνολο του πληθυσμού.

Πίνακας 7.1.

Φάρμακα με γνωστή καρκινογόνο δράση στον άνθρωπο

ΟΡΓΑΝΑ-ΣΤΟΧΟΙ ΦΑΡΜΑΚΑ Μυελός των οστών Βουσουλφάνη, Χλωραμβουκίλη, Κυκλοφωσφαμίδη, Μελ-

φαλάνη, Παράγωγα νιτροζουρίας (CCNU, BCNU), Θειο-τέπα (Τριαιθυλενο-θειοφωσφοραμίδη), ΜΟΡΡ (Μεχλω-ραιθαμίνη, Oncovin–Βινκριστίνη, Προκαρβαζίνη και Πρεδνιζόνη)

Δέρμα Τριοξείδιο As, Αζαθειοπρίνη, Λιθανθρακόπισσα, 8-Μεθοξυψωραλένιο (μαζί με ακτινοβολία UV), Αζωθυπερί-της

Ουροδόχος κύστη Χλωροναφαζίνη, Κυκλοφωσφαμίδη, Φαινακετίνη Ήπαρ Αζαθειοπρίνη, [Αντισυλληπτικά σταθερού συνδυασμού],

[Οξυμεθολόνη], [Τεστοστερόνη] Λεμφικός ιστός Αζαθειοπρίνη, Κυκλοσπορίνη, [Φαινυτοΐνη] Ενδομήτριο Οιστρογόνα υποκατάστασης, Αντισυλληπτικά διαδοχικού

τύπου, [Διαιθυλοστιλβεστρόλη], Ταμοξιφαίνη Νεφρική πύελος Φαινακετίνη Τράχηλος της μήτρας Διαιθυλοστιλβεστρόλη Κόλπος Διαιθυλοστιλβεστρόλη Μαστός – Όρχις [Διαιθυλοστιλβεστρόλη] Οι αγκύλες υποδηλώνουν στατιστικώς ασθενή συσχέτιση με την πρόκληση καρκίνου στον άν-θρωπο, ενώ υπάρχουν επαρκή δεδομένα από πειραματόζωα.

Πίνακας 7.2.

Καρκινογόνες ουσίες στο επαγγελματικό περιβάλλον

ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΟΡΓΑΝΟΤΡΟΠΙΣΜΟΣ Αέρια «μουστάρδας» (θειούχα χημικά ό-πλα)

Πνεύμονες, Λάρυγγας, Φάρυγγας

Αμίαντος

Πνεύμονες, Υπεζοκότας, Περιτόναιο, Πε-πτικός αυλός, Λάρυγγας

4-Αμινοδιφαινύλιο Ουροδόχος κύστη Αρσενικό και παράγωγα Δέρμα, Πνεύμονες Βενζιδίνη Ουροδόχος κύστη Βενζόλιο Μυελός των οστών Λιθανθρακόπισσα Δέρμα, Πνεύμονες 2-Ναφθυλαμίνη Ουροδόχος κύστη Νικέλιο και παράγωγα Ρινική κοιλότητα, Πνεύμονες Ορυκτέλαια (αραφινάριστα) Δέρμα Ορυκτός Τάλκης (ινώδης) Πνεύμονες

165

Χλωριούχο Βινύλιο Ηπαρ, Πνεύμονες, Εγκέφαλος, Λεμφικό σύστημα, Αιμοποιητικό σύστημα

Χρώμιο και παράγωγα Πνεύμονες

Πίνακας 7.3. Επαγγελματικές δραστηριότητες σχετιζόμενες με καρκίνο

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΟΡΓΑΝΟ – ΣΤΟΧΟΣ

Βιομηχανία Καουτσούκ Ουροδόχος κύστη, Λεμφικό σύστημα Βιομηχανία Επίπλων Ρινική κοιλότητα Βιομηχανία Υποδημάτων Λευχαιμία, Ρινική κοιλότητα Επεξεργασία Μαγνησίου Κύστη Επεξεργασία Λιθανθρακόπισσας Δέρμα, Πνεύμονες, Ουροδόχος κύστη Ορυχεία Αιματίτη (+ραδόνιο) Πνεύμονες Ορυχεία Λιθάνθρακα Δέρμα, Πνεύμονες, Νεφροί Παραγωγή Αλουμινίου Πνεύμονες, Ουροδόχος κύστη Παραγωγή Αουραμίνης Ουροδόχος κύστη Παραγωγή Ισοπροπυλ-αλκοόλης Ρινική κοιλότητα Χρωματισμοί (βαφείς) Πνεύμονες Χυτήρια Σιδήρου και Χαλυβουργεία Πνεύμονες

Πίνακας 7.4.

Καρκινογόνες ουσίες στο κοινωνικό περιβάλλον

ΚΑΡΚΙΝΟΓΟΝΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΟΡΓΑΝΟΤΡΟΠΙΣΜΟΣ Αλκοολούχα ποτά

Στόμα, Φάρυγγας, Λάρυγγας, Οισοφάγος, Ηπαρ

Αφλατοξίνες Ήπαρ Εριονίτης Υπεζοκότας, Περιτόναιο Καπνός καπνιζόμενος (τσιγάρα κ.ά.) Πνεύμονες, Ουροδόχος Κύστη, Στόμα, Λά-

ρυγγας, Φάρυγγας, Οισοφάγος, Πάγκρεας, Νεφρική πύελος

Καπνός μη καπνιζόμενος (μάσημα κ.ά.) Στόμα Μπέτελ (+ Καπνός) Στόμα

Τερατογένεση

Η αποτίμηση της τυχόν βλαπτικής επίδρασης κάποιων φαρμάκων στον αναπτυσσόμενο ορ-γανισμό είναι δύσκολο να γίνει με βεβαιότητα, επειδή εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Ενδεικτι-κά, μπορούν να αναφερθούν η χημική δομή, η μορφή, η δόση και η οδός εισόδου της ενεχόμενης ου-σίας, το στάδιο της κύησης, και η φυσική κατάσταση της μητέρας. Επίσης, πολλές φυσιολογικές με-ταβολές στον μητρικό οργανισμό κατά την κύηση (κατακράτηση ύδατος, επιβάρυνση ηπατικών ενζύ-

166

μων μεταβολισμού από τα αυξημένα επίπεδα γεννητικών ορμονών, κ.ά.) έχουν προφανείς επιπτώσεις στη φαρμακοκινητική και τις φαρμακοδυναμικές ιδιότητες πολλών ουσιών.

Στο κεφάλαιο της φαρμακοκινητικής, αναφέρθηκε ήδη ότι τα περισσότερα φάρμακα διέρχο-νται σχετικώς εύκολα τον πλακούντα. Η επίδραση αυτών των φαρμάκων στο έμβρυο μπορεί να είναι ιδιαίτερα σημαντική, ακόμη κι όταν δεν εμφανίζεται καμία αξιόλογη τοξική ενέργεια στον μητρικό οργανισμό. Η τραγικότερη μορφή εμβρυοτοξικότητας είναι η τερατογένεση, δηλαδή η πρόκληση αλ-λοιώσεων κατά τη φάση της οργανογένεσης, οι οποίες οδηγούν στη δημιουργία μόνιμων δυσπλασιών.

Εκτός από τα φάρμακα και τις τοξικές ουσίες, τερατογόνος δράση έχει παρατηρηθεί από ιούς (κυρίως της ερυθράς) και από ακτινοβολία (ραδιενεργός, υπεριώδης, ακτίνες Χ).

Γενικώς, στην κύηση θεωρούμε ότι τα φάρμακα επιδρούν σε ένα λειτουργικώς ενιαίο βιολο-γικό υπόστρωμα, το οποίο αποτελείται από τη μητέρα και το έμβρυο. Οι τοξικές επιδράσεις, ακόμη και του ίδιου φαρμάκου, μπορεί να είναι εντελώς διαφορετικές, ανάλογα με την ηλικία του αναπτυσ-σόμενου οργανισμού.

Η ενδεχόμενη τοξική επίδραση ενός φαρμάκου μπορεί να αφορά τα ακόλουθα στάδια ανά-

πτυξης:

α. Γονιμοποίηση, δημιουργία του ζυγώτη και εμφύτευση στο ενδομήτριο (οι πρώτες 17 ημέρες),

β. Οργανογένεση ή εμβρυονική περίοδος (18η έως 55η ημέρα), και γ. Εμβρυϊκή περίοδος (56η ημέρα μέχρι τον τοκετό, δηλαδή τη 280η ημέρα). Συνήθως, κάποια τυχόν τοξική επίδραση κατά τις πρώτες 17 ημέρες μετά από τη γονιμοποίη-

ση (στάδιο βλαστογένεσης) θα οδηγήσει σε υποστροφή της βλαστοκύστης και σε μη περαιτέρω εξέ-λιξη της κύησης.

Για να εμφανισθούν διαταραχές στη διάπλαση του εμβρύου, ο τερατογόνος παράγοντας πρέ-πει να δράσει κατά το πρώτο τρίμηνο της κύησης, το οποίο αντιστοιχεί στο στάδιο της οργανογένεσης και εκτείνεται από τη 18η έως την 55η ημέρα της ανάπτυξης του εμβρύου. Έχει παρατηρηθεί ότι εάν η επίδραση ασκηθεί προς το τέλος του τρίτου μηνός, τότε η παραμόρφωση είναι κατά κανόνα εντοπι-σμένη σε κάποιο όργανο (Σχήμα 7.3). Πρέπει να τονισθεί, ότι κατά την τερατογένεση ο καρυότυπος διατηρείται φυσιολογικός. Αυτό υποδηλώνει ότι οι τερατογόνες ουσίες επιδρούν στο επίπεδο του ε-παγωγικού μηχανισμού της κυτταρικής διαφοροποίησης, στο σύστημα σύνθεσης του m-RNA ή στο επίπεδο της ριβοσωμιακής αντιγραφής.

Πίνακας 7.5. Εμβρυϊκή και Περιγεννητική Φαρμακοτοξικολογία

Κυτταρική και Οργανική Βλάβη

Καταστροφή γαμετοκυττάρων - Αδυναμία γονιμοποίη-σης ή εμφύτευσης ζυγώτη Υποστροφή βλαστοκύστης Περιορισμένη δυσπλασία - Διαμαρτία Τερατογένεση Εμβρυϊκός θάνατος

Παθοφυσιολογική Βλάβη (παροδική ή μόνιμη)

Λειτουργική δυσπραγία κάποιου οργάνου Καθυστέρηση σωματικής ανάπτυξης Διαταραγμένη συμπεριφορά Καθυστέρηση ψυχοσυναισθηματικής ανάπτυξης Όψιμες εκδηλώσεις (πνευματική καθυστέρηση)

δυνανεογτην ειδοφάρ

λασταντίλίτη

Σ

Μετά το

ατόν να σημεγνού. Π.χ, διανάπτυξη τοούς, κ.ά. Ακόμακο που έλ

Κάθε νέτικών πειραίδραση στον η του φαρμάκ

Σχήμα 7.3. Κρ

ο στάδιο της ειωθεί δυσμεάφορες ορμόου σκελετού όμη και μετάλαβε η μητέρέο φάρμακο ματοζώων. Πάνθρωπο. Ακου, που συν

ίσιμες περίοδο

οργανογένεσενής επίδρασόνες μεταβάλκαι των δον

ά από τον τοκα πριν από τελέγχεται γιΠαρ’όλα αυτΑυτό θα συμβντίθεται στο α

167

οι για τη δράσ

σης, παρά τοση στην ανάπλλουν τα εξωντιών, τα αντκετό, είναι δυτον τοκετό ή ια πιθανή τερτά, υπάρχει βεί όταν η τεανθρώπινο ή

ση τερατογόνω

ο γεγονός ότπτυξη του εμωτερικά γνωρτιθυρεοειδικάυνατόν να κυπου λαμβάνρατογόνο ενπάντοτε ο κ

ερατογόνος εήπαρ, αλλά ό

ν ουσιών στον

τι δεν εμφανίμβρύου και σρίσματα του ά φάρμακα τυκλοφορεί σει ακόμη ενώνέργεια, σε δκίνδυνος να ενέργεια οφείχι στο ήπαρ

ν άνθρωπο.

ίζονται δυσπστη μετέπειτα φύλου, οι τετη λειτουργίστο αίμα τουώ παράλληλαδύο τουλάχισεμφανιστεί ίλεται σε κάτων πειραμα

πλασίες, είναα εξέλιξη τουετρακυκλίνεςα του θυρεο νεογνού έναα θηλάζει. στον είδη θηδιαφορετικήποιο μεταβοατοζώων.

αι υ ς -α

-ή -

168

Πίνακας 7.6.

Ταξινόμηση των φαρμάκων ως προς την κύηση

Κατηγορία Α Επιδημιολογικές μελέτες δείχνουν ασφάλεια χρήσης

Κατηγορία B

Β1: Έλλειψη επιδημιολογικών μελετών - Ασφαλές σε πειραματό-ζωα Β2: Έλλειψη επιδημιολογικών μελετών – Ανεπαρκή πειραματικά δεδομένα Β3: Έλλειψη επιδημιολογικών μελετών – Επαρκή πειραματικά δεδομένα

Κατηγορία C Έλλειψη τερατογόνου δράσης στον άνθρωπο, αλλά [παθοφυσιο-λογική] επίδραση στην αναπαραγωγή, στο κύημα ή στο νεογνό

Κατηγορία D Ύποπτο για τερατογόνο δράση στον άνθρωπο (σποραδικές ανα-φορές)

Κατηγορία X Τερατογόνο [ή εμβρυοτοξικό] για τον άνθρωπο (επιδημιολογικές μελέτες)

Κατά το χρονικό διάστημα 1958-1961, γεννήθηκαν στην Ευρώπη περισσότερα από 10.000 παιδιά με ατροφικά άκρα (φωκομελία), μια διαμαρτία στη διαφοροποίηση και ανάπτυξη των άκρων που μέχρι τότε ήταν εξαιρετικά σπάνια στον γενικό πληθυσμό. Όπως αποδείχτηκε από την κλασική επιδημιολογική μελέτη του Αυστραλού William McBride (1961), επρόκειτο για τερατογόνο δράση από το φάρμακο θαλιδομίδη που είχε κυκλοφορήσει με ένδειξη την αντιμετώπιση της πρωινής ναυτί-ας των εγκύων γυναικών. Από αυτήν τη μαζική τοξικότητα, που έμεινε στην Ιστορία της Ιατρικής ως Τραγωδία της θαλιδομίδης, διδαχθήκαμε δύο κυρίως αλήθειες. Η πρώτη αφορά την ανάγκη εμπερι-στατωμένης μελέτης κάθε νέου φαρμάκου, ώστε να αποκλειστεί το ενδεχόμενο της τερατογένεσης. Η δεύτερη αλήθεια αφορά την παραδοχή ότι τα προκλινικά δεδομένα από τα πειραματόζωα δεν είναι πάντοτε καθοριστικά για τις τυχόν τοξικές επιπτώσεις στον άνθρωπο, επειδή η κινητική, η δημιουργία μεταβολιτών, η σύνδεση με υποδοχείς κ.λπ. διαφέρουν πολύ μεταξύ των διαφόρων ζωικών ειδών. Ειδικά για τη θαλιδομίδη, η τοξικότητα έχει αποδοθεί σε διαφορετικό μεταβολισμό αυτού του φαρ-μάκου μεταξύ του ανθρώπου και των πειραματοζώων που χρησιμοποιήθηκαν. Παρ’όλα αυτά, η πλη-ροφόρηση που μπορούμε να αντλήσουμε από πειραματικά δεδομένα πρέπει να λαμβάνεται υπ’όψη και να συνεκτιμάται με τυχόν σποραδικές ή συστηματικές κλινικές παρατηρήσεις. Με τον τρόπο αυ-τόν, είναι δυνατή μια κατ’αρχήν συμβατική αξιολόγηση των πιθανών κινδύνων από ένα φάρμακο κατά τη διάρκεια της κύησης, καθώς και η ταξινόμησή του σε ειδικές κατηγορίες επικινδυνότητας (Πίνακες 7.5, 7.6 και 7.7).

169

ΠΙΝΑΚΑΣ 7.7. Φάρμακα με τερατογόνες ιδιότητες για τον άνθρωπο

Αλοπεριδόλη (C) Ανδρογόνα (X) Αντιθυρεοειδικά (D) Ασπιρίνη (C) Διαιθυλοστιλβεστρόλη (X) Θαλιδομίδη (X) Κατασταλτικά – Αντιεπιληπτικά Αιθυλική αλκοόλη (D) Βαλπροϊκό οξύ (D) Βαρβιτουρικά (D) Οξαζολιδινοδιόνες (D) Φαινυτοΐνη και άλλες υδαντοΐνες (D) Καφεΐνη (C) Κουμαρινικά (D) Κυτταροστατικά Αμινοπτερίνη - Μεθοτρεξάτη (X) Κυκλοφωσφαμίδη (D) Λίθιο (D) Προγεσταγόνα (D) Μεδροξυπρογεστερόνη (X) Ρετινοειδή Τρετινοΐνη (X) Ισοτρετινοΐνη (X) Ετρετινάτη (X) Τετρακυκλίνες (D) Χλωροκίνη (D)

ΠΙΝΑΚΑΣ 7.8.

Φάρμακα με γενικότερες εμβρυοτοξικές ιδιότητες για τον άνθρωπο Αναστολείς μετατρεπτικού ενζύμου (C, 1o τρίμηνο - D, 2ο τρίμηνο) β-Αδρενεργικοί αναστολείς (C) Ανθελονοσιακά Αντιθυρεοειδικά (C) Αντιμικροβιακά Αντιπηκτικά (Κουμαρινικά) (D) Γλιπιζίδη (C), Χλωροπροπαμίδη (C) Διαζοξείδη (C) Δροναμπινόλη (C) Κάνναβη (C) Κατασταλτικά – Αντιεπιληπτικά Αιθυλική αλκοόλη (D)

170

Βαρβιτουρικά (D) Βενζοδιαζεπίνες (D,X) Ενυδρη χλωράλη (C) Φαινυτοΐνη (C) Οξαζολιδινοδιόνες (D) Καφεΐνη (C) Κορτικοστεροειδή (C) Κυτταροστατικά Σισπλατίνη - Καρβοπλατίνη (D) Μεθοτρεξάτη (Χ) Λίθιο (D) Μη Στεροειδή Αντιφλεγμονώδη φάρμακα Σαλικυλικά (C) Οξαπροζίνη (C) Δικλοφαινάκη (Β) Ναρκωτικά αναλγητικά (C) Βουτορφανόλη Κωδεΐνη Μορφίνη – Ηρωίνη Μεθαδόνη Νικοτίνη (κάπνισμα) (C) Περιβαλλοντικοί ρύποι (C, X) Μεθυλιωμένος υδράργυρος Πολυχλωριωμένα διφαινύλια

Περιβαλλοντικοί ρύποι

Το πρόβλημα της ρύπανσης του περιβάλλοντος οξύνεται συνεχώς στις καλούμενες αναπτυγ-

μένες χώρες, από την αλόγιστη διαχείριση των αποβλήτων πολλών βιομηχανικών μονάδων. Στην Ευ-ρώπη, υπάρχουν πολλά παραδείγματα απόρριψης τοξικών ουσιών σε λίμνες, ποτάμια και θαλάσσιες περιοχές. Ωστόσο, δεν έχουν τεκμηριωθεί κάποιες πιθανές τοξικές επιπτώσεις στον άνθρωπο, ούτε ως προς την εμφάνιση καρκίνου, ούτε ως προς την εμφάνιση συγγενών δυσπλασιών. Στην Ιαπωνία, πολ-λές επιδημιολογικές έρευνες απέδειξαν την τερατογόνο επίδραση της ρύπανσης του περιβάλλοντος, ιδιαίτερα όταν οι ρύποι είναι ο μεθυλιωμένος υδράργυρος ή τα πολυχλωριωμένα διφαινύλια.

Υδράργυρος (μεθυλιωμένος). Πρόκειται για ισχυρό περιβαλλοντικό δηλητήριο, που προκα-λεί αναστολή βασικών ενζύμων και οδηγεί έτσι σε κυτταρικό θάνατο. Μακρόνια δηλητηρίαση πλη-θυσμιακών ομάδων της Ιαπωνίας προκάλεσε τη νόσο Minamata, που χαρακτηρίζεται από διάχυτη εγκεφαλοπάθεια, με πνευματική καθυστέρηση, τύφλωση και μικροκεφαλία.

Πολυχλωριωμένα διφαινύλια. Αποτελούν συνηθισμένους περιβαλλοντικούς ρύπους (clophen), με σημαντική κυτταροτοξικότητα. Στην Ιαπωνία, έχει περιγραφεί το καλούμενο σύνδρομο Jusso, το οποίο χαρακτηρίζεται από καθυστέρηση της ενδομήτριας ανάπτυξης, υπέρχρωση των ού-λων, υποπλασία των νυχιών και μόνιμη πνευματική καθυστέρηση.

Ενδεικτική βιβλιογραφία Berkowitz B & Sachs G. Life cycle of a block buster: discovery and development of omeprazole

(PRILOSEC). Molecular Interventions 2:6, 2002.

171

Borman S. Combinatorial chemists focus on small molecules, molecular recognition, and automation. Chem. Engineer. News Feb. 12:28,1996.

Day S, Green S & Machin D. (eds). Textbook of Clinical Trials. New York: John Wiley & Sons, 2004.

DeSmet PAGM. Herbal remedies. N. Engl. J. Med. 347:2046–2056, 2002.

DiMasi JA. New drug development in the United States from 1963 to 1999. Clin.Pharmacol. Ther. 69:286–296, 2001.

DiMasi JA. Risks in new drug development: approval success rates for investigational drugs. Clin. Pharmacol. Ther. 69:297, 2001.

DiMasi JA. Hansen, R.W. & Grabowski, H.G. The price of innovation: new estimates of drug devel-opment cost. J. Health Economics 22:151–185, 2003.

Drug Discovery. Science (Special Section) 303:1796–1822, 2004.

Escher BI, Ashauer R, Dyer S, Hermens JL, Lee JH, Leslie HA, Mayer P, Meador JP & Warne MS. Crucial role of mechanisms and modes of toxic action for understanding tissue residue toxici-ty and internal effect concentrations of organic chemicals. Integr. Environ. Assess. Manag. 7 (1): 28–49, 2011.

Flynn JT. Successes and shortcomings of the Food and Drug Modernization Act. Am. J. Hypertens. 16:889–891, 2003.

Friedman LM, Furberg CD & DeMets DL. Fundamentals of Clinical Trials (3rd ed.), New York: Springer-Verlag, 1998.

Guarino RA (ed.). New Drug Approval Process: The Global Challenge (3rd ed.), New York: Marcel Dekker, 2000.

Hampton T. Pediatric drug studies required by law. JAMA 291:412–414, 2004.

Hodgson ER & Smart C. (eds.). Introduction to Biochemical Toxicology, 3rd ed. New York:Wiley, 2001.

Hodgson E, Mailman RB & Chambers JE (eds.). Dictionary of Toxicology, 2nd ed. London, Macmil-lan, 1998.

Janzen WP. High Throughput Screening: Methods and Protocols. Totowa: Humana Press, 2002.

Kalow W & Staron N. On distribution and inheritance of atypical forms of human serum cholinester-ase as indicated by dibucaine numbers. Can. J. Biochem. Physiol. 35:1305 1320 ,1957.

Klaassen CD (ed.). Casarett and Doull’s Toxicology: The Basic Science of Poisons, 6th ed. New York: McGraw-Hill, 2001.

Lin J, Sahakian DC, de Morais SM, Xu JJ, Polzer RJ & Winter SM. The role of absorption, distribu-tion, metabolism, excretion and toxicity in drug discovery. Curr. Top. Med. Chem. 3:1125–1154, 2003.

McBride WG. Thalidomide and Congenital Abnormalities. Letter to the Editor, The Lancet 2 (De-cember 16, 1961):1358, 1961

Marselos M & Vainio H. Carcinogenic properties of pharmaceutical agents evaluated in the IARC Monographs programme, Carcinogenesis, 12, 1751-1766, 1991.

Marselos M & Tomatis L. Diethylstilboestrol: I, Pharmacology, Toxicology and carcinogenicity in humans. Eur. J. Cancer 28A(6-7):1182-1189, 1992.

Marselos M & Tomatis L. Diethylstilboestrol: II, pharmacology, toxicology and carcinogenicity in experimental animals. Eur. J. Cancer 29A(1):149-155, 1992.

172

Nwaka S & Ridley RG. Virtual drug discovery and development for neglected diseases through pub-lic-private partnerships. Nat. Rev. Drug Discovery 2:919–928, 2003.

Paton WDM. Man and Mouse: Animals in Medical Research. Oxford: Oxford University Press, 1995.

Price-Evans DA. Pharmacogenetics. Acta Genet. Med. Gemellol. (Roma) 11: 338-350, 1962.

Reagan-Shaw S, Nihal M & Ahmad N. Dose translation from animal to human studies revisited. FASEB J. 2008;22(3):659-661.

Schreiner MS. Paediatric clinical trials: redressing the imbalance. Nat. Rev. Drug Discovery 2:949–961, 2003.

Shulman SR, Hewitt P & Manocchia M. Studies and inquiries into the FDA regulatory process: a his-torical review. Drug Information J. 29:385, 1993.

Stonier PD. Discovering New Medicines: Careers in Pharmaceutical Research and Development. New York: J. Wiley & Sons, 1995.

Timbrell JA. Principles of Biochemical Toxicology, 3rd ed. London: Taylor and Francis, 2000.

Wexler P. Information Resources in Toxicology, 3rd ed. San Diego: Academic Press, 2000.

173



ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑΣ 174

1. Μέθοδοι Αξιολόγησης της τοξικότητας 174

1.1.Πειραματικές Μελέτες 174

1.1.1.Οξεία τοξικότητα 175

1.1.2.Υποξεία τοξικότητα 176

1.1.3.Παρατεταμένη τοξικότητα 176

1.1.4.Χρόνια τοξικότητα 176

1.1.5.Αναπαραγωγή και Τερατογένεση 177

1.1.6.Μεταλλαξιογένεση 178

1.1.7.Εκλεκτική τοξικότητα 180

1.2.Κλινικές Μελέτες 181


174

Κεφάλαιο 8

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑΣ

1. Μέθοδοι Αξιολόγησης της τοξικότητας Προκειμένου να ισχύσει η απρόσκοπτη διακίνηση των διαφόρων φαρμακευτικών προϊόντων

από χώρα σε χώρα, έχουν καθιερωθεί ορισμένα διεθνή κριτήρια για την αξιολόγηση της τυχόν τοξι-κότητάς τους.

Οι μέθοδοι που περιγράφονται στο παρόν κεφάλαιο αναφέρονται στην ομάδα των προκλινι-κών δοκιμασιών, οι οποίες έχουν ως στόχο την κατ’αρχήν εκτίμηση της τοξικότητας μιας νέας φαρ-μακευτικής ουσίας σε πειραματόζωα ή σε άλλες πειραματικές διατάξεις. Δηλαδή, βασίζονται στην παραδοχή ότι με τα πειραματικά δεδομένα μπορούμε να προβλέψουμε την αντίδραση του ανθρώπι-νου οργανισμού. Δυστυχώς, αυτό δεν είναι πάντοτε αλήθεια, με αποτέλεσμα να παρατηρούνται μερι-κές φορές ορισμένες ιδιαιτερότητες όσον αφορά τα τοξικά επακόλουθα των πρώτων κλινικών δοκι-μών στον άνθρωπο (Φάση I), οι οποίες αποκλείουν κάθε σκέψη για περαιτέρω μελέτη. Άλλοτε πάλι, κάποια πολύ σπάνια ανεπιθύμητη ενέργεια γίνεται αντιληπτή μετά από χρόνια ή και δεκαετίες χρήσης (Φάση IV ή φάση φαρμακοεπαγρύπνησης). Οι εκδηλώσεις αυτές μπορεί να είναι πρακτικώς αδύνατο να προβλεφθούν από τις πειραματικές μελέτες (π.χ., ανεπιθύμητες ενέργειες από την ψυχική σφαίρα, όπως η κατάθλιψη) ή μπορεί να είναι αποτέλεσμα ιδιοσυγκρασιακής αντίδρασης που αφορά ένα πολύ μικρό τμήμα του πληθυσμού, οπότε απαιτείται μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρις ότου συσχετισθούν με κάποια συγκεκριμένη φαρμακευτική ουσία (βλ. ακολούθως «Κλινικές Μελέτες»).

Ορισμένα φάρμακα, όπως η θαλιδομίδη και η διαιθυλοστιλβεστρόλη, πρώτα αποδείχθηκαν επικίνδυνα για τον άνθρωπο και κατόπιν αναζητήθηκε η πειραματική επιβεβαίωση της τοξικής τους δράσης σε πειραματόζωα, η οποία μάλιστα απαίτησε σειρά μακροχρόνιων πειραμάτων.

Η αναγωγή των πειραματικών δεδομένων στην ανθρώπινη συνθήκη βασίζεται σε δύο βασικά αξιώματα. Το πρώτο αξίωμα αφορά τη σύγκριση της δοσολογίας. Έχει παρατηρηθεί, ότι η αναφορά της δόσης ανά μονάδα επιφάνειας σώματος είναι συγκρίσιμη ανάμεσα στα πειραματόζωα και τον άν-θρωπο. Όταν η δόση υπολογίζεται ανά μονάδα σωματικού βάρους, ο άνθρωπος είναι περισσότερο ευάλωτος και ανέχεται περίπου υποδεκαπλάσιες δόσεις σε σύγκριση με τα μικρά πειραματόζωα (επί-μυες, ποντίκια).

Το δεύτερο αξίωμα αφορά τον μαξιμαλισμό της πειραματικής δοσολογίας, και ως προς το ύψος και ως προς τη διάρκεια χορήγησης. Έτσι, στα μακροχρόνια πειράματα χορηγείται η μέγιστη ανεκτή δόση στα ζώα, με τη συλλογιστική ότι θα εμφανιστούν ακόμη και οι σπάνιες ανεπιθύμητες ενέργειες. Ο αριθμός των πειραματοζώων που χρησιμοποιούνται είναι εκ των πραγμάτων μικρότερος από τον συνολικό πληθυσμό των ανθρώπων που θα εκτεθεί αργότερα στο φάρμακο. Επομένως, για λόγους στατιστικής ανάλυσης, ο σχετικά μικρός αριθμός πειραματοζώων πρέπει να λάβει τη μέγιστη δυνατή δοσολογία προκειμένου να εκδηλώσει σε ικανοποιητικό και ανιχνεύσιμο βαθμό ακόμη και κάποιες σπανιότερες μορφές τοξικότητας. Για παράδειγμα, εάν ένα φάρμακο προκαλεί καρκίνο σε ποσοστό 0.01%, θα δημιουργήσει 20.000 καρκινοπαθείς εάν χρησιμοποιηθεί από 200 εκατομμύρια ασθενείς. Σε πειραματικές συνθήκες, η αποκάλυψη τόσο μικρού ποσοστού τοξικότητας θα απαιτούσε τουλάχιστον πληθυσμό 30.000 πειραματοζώων. Οι λόγοι αυτοί έχουν επιβάλλει τη μεγιστοποίηση της πειραματικής δοσολογίας, η οποία ανάγεται κατόπιν σε επίπεδα που θεωρούνται ανεκτά για τον αν-θρώπινο οργανισμό.

Από τα παραπάνω, είναι σαφές ότι η πειραματική αναζήτηση της τυχόν τοξικότητας ενός φαρμάκου ακολουθεί μια θεσμοθετημένη τυπική διαδικασία, η οποία δίνει πολύ χρήσιμες πληροφο-ρίες, χωρίς όμως να εξασφαλίζει πάντοτε την ασφαλή χρήση του φαρμάκου και για τον άνθρωπο. Οι δοκιμασίες τοξικότητας δεν κατατείνουν στην απόδειξη ότι κάποιο φάρμακο είναι ασφαλές για τον άνθρωπο, αλλά μάλλον στην αποκάλυψη όλων των ανεπιθύμητων ή τοξικών εκδηλώσεων που μπορεί να προκύψουν κατά τη χρήση του στην κλινική πράξη. 1.1.Πειραματικές Μελέτες

1.1.

σε οκαι οδού

DosLD5

κώς 100%

σεωνΣτη σε ±

Σχήμκαταδυο άΣε ημ

λογίεπιτ

ραμαστατο πρπει ν

από πίση

1.Οξεία το

Η πρώτηομάδες πειρατο φάρμακού χορήγησης

Το 1927e) ως κριτήρ

50 απαιτούνταέτσι ώστε σ

% και περισσΜε κριτ

ν ως μια κωδιάμεση τιμ

±2 SD το 95,

μα 8.1.Κωδωνανομής αντιστοάκρες της καμμιλογαριθμική

Η κλίση

ίας που απαιρέπει την εξ

Η μέτρηατόζωα για τες πληροφοροσδιορισμόςνα χρησιμοπ

Ως χρονμια απλή δόης η θερμοκρ

ξικότητα

η αδρή εκτίμαματοζώων. Σο χορηγείται ς για τον άνθ7, ο Trevan ριο τοξικότηται τουλάχιστσε τρεις τουλσότεροι του τήριο τον θάνωδωνοειδής κμή, αντιστοιχ5% και σε ±3

νοειδής κατανοιχεί στη διάμεμπύλης. Σε κανή κλίμακα, η εκ

η της σωρευτιτείται για τηαγωγή συμπηση της τιμήςτον ακριβή ορίες, όπως ες των τιμών οιηθούν στιςνικό όριο εκόση του φαρρασία του σώ

μηση της τοξΣυνήθως χρηαπό μια ή πρωπο. εισήγαγε πρτας, σε μια ττον 10 ζώα σλάχιστον ομά0%). νατο, είναι δκαμπύλη κανχεί το 50% το3 SD το 99,7

νομή της τοξικεση τοξική δόσνονική κατανοκατοστιαία απ

τικής ημιλογαην επέλευσηερασμάτων γς LD50 έχει επροσδιορισμείναι η δυνατ

LD10 και LDς μελέτες υποκτίμησης τηςρμάκου. Στο ώματος, η κα

175

ξικότητας γίνησιμοποιούνπερισσότερε

ρώτος τη διτυπική καμπύσε κάθε δοσάδες να υπάρ

δυνατόν να πνονικής καταου πληθυσμο7% (Σχήμα 8

κής απάντησηςση. Σημειώστεομή, οι ακραίεςπάντηση έχει τ

αριθμικής κα του θανάτογια τον μηχαεπικριθεί τα μό της. Παρτότητα ποσοτD90, καθώς κοξείας και χρς οξείας τοξιδιάστημα αυατανάλωση τ

ίνεται με τηννται επίμυες ς οδούς, συμ

ιάμεση θαναύλη δόσης-ασολογικό επίπρχουν ορισμ

παρασταθεί τανομής ή ως ού, σε μια σ

8.1).

ς σε έναν τυχαίε τα πολύ χαμης τιμές αντιστοτη μορφή σιγμο

αμπύλης δίνεου σε ένα τυχανισμό της τοτελευταία χρρ’όλα αυτά πτικής σύγκρικαι η εκτίμησρονίας τοξικόικότητας, θευτό, εκτός ατροφής και ν

ν εφάπαξ χορκαι ποντίκιαμπεριλαμβαν

ατηφόρα δόσαποτελέσματοπεδο, και οι ένοι αριθμοί

το αποτέλεσμμία σωρευτιταθερή απόκ

ίο δείγμα πειραηλά και πολύ υοιχούν σε τέσσοειδούς καμπύ

ει μια εκτίμηχαίο δείγμα οξικότητας. ρόνια, επειδήπροσφέρει χρισης της τοξση των υποτότητας. ωρείται περίπό τους θαννερού, η κινη

ρήγηση μεγάα αμφοτέρωννομένης οπω

ση (LD50, Mος. Για την αδόσεις διαλί θανάτων (λ

μα των διαφοική σιγμοειδκλιση (±1 SD

αματοζώων. Ηυψηλά επίπεδασερις σταθερέςύλης.

ηση του εύροπειραματοζώ

ή απαιτούνταχρήσιμες και ξικότητας δύοτοξικών δόσε

ίοδος 2 εβδονάτους, καταγητικότητα κα

άλων δόσεωνν των φύλωνωσδήποτε της

Median Lethaανεύρεση τηςέγονται τελιλιγότεροι του

ορετικών δόδής καμπύληD) το 68,3%

Η κορυφή της α δόσης στις ς αποκλίσεις.

ους της δοσοώων. Επίσης

αι πολλά πειαναντικατάο φαρμάκωνεων που πρέ

ομάδων μετάγράφονται εαι η συμπερι

ν ν, ς

al ς ι-υ

-η.

%,

-ς,

ι-ά-ν, -

ά -ι-

176

φορά, η νοσηρότητα, και διάφορες άλλες παράμετροι, ανάλογα με την αναμενόμενη δράση του φαρ-μάκου.

Προκειμένου για μεγαλύτερα πειραματόζωα, όπως γάτες ή σκύλοι, η οξεία τοξικότητα μελε-τάται σε πολύ μικρές ομάδες και τα τελικά αποτελέσματα εκτιμώνται κατά προσέγγιση.

1.1.2.Υποξεία τοξικότητα

Τα πειράματα αυτού του τύπου στοχεύουν στην αξιολόγηση της τοξικότητας ενός φαρμάκου

μετά από επαναλαμβανόμενη χορήγηση, έτσι ώστε να βρεθεί το καταλληλότερο δοσολογικό σχήμα για την εκτέλεση χρονίων πειραμάτων.

Συνήθως χορηγούνται τέσσερα διαφορετικά επίπεδα δόσεων, μετά από ανάμιξη στην τροφή, για διάστημα τουλάχιστον 2 εβδομάδων.

Προκειμένου για επίμυες, χρησιμοποιούνται δέκα ζώα ανά φύλο και ανά δοσολογικό επίπεδο. Για γάτες ή σκύλους, μόνον τρία ζώα περιλαμβάνονται σε κάθε ομάδα, και τα δοσολογικά επίπεδα περιορίζονται επίσης στα τρία.

Σε αντίθεση με την οξεία τοξικότητα, οι μελέτες της υποξείας, της παρατεταμένης και της χρονίας τοξικότητας πρέπει να συμπεριλάβουν υποχρεωτικώς ένα είδος πειραματοζώων που να μην ανήκει σε τρωκτικά.

Η τυχόν τοξική επίδραση εκτιμάται όπως περιγράφεται πιο κάτω για την παρατεταμένη τοξι-κότητα. 1.1.3.Παρατεταμένη τοξικότητα

Στις περιπτώσεις αυτές, η διάρκεια ποικίλλει. Συνήθως τα πειραματόζωα εκτίθενται στο φάρ-μακο για 90 ημέρες. Η οδός χορήγησης είναι αυτή που προγραμματίζεται για την κλινική χρήση. Κα-τά κανόνα, το φάρμακο χορηγείται αναμεμιγμένο με την τροφή, σε δύο είδη πειραματοζώων (επίμυς και σκύλος), τα οποία είναι κατανεμημένα σε ομάδες των 20 και των 6 αντιστοίχως. Οι δόσεις είναι τρεις: μια δόση που αποδεδειγμένα είναι τοξική, μια δόση φαινομενικώς ατοξική, και μια ενδιάμεση. Τα πειραματόζωα εξετάζονται ως προς την ενγένει νοσηρότητα και εξωτερική εμφάνιση, την κατα-νάλωση τροφής και νερού, τη συμπεριφορά και τη θνησιμότητα.

Εργαστηριακές εξετάσεις γίνονται στην αρχή, το μέσον και το τέλος της έκθεσης στο φάρμα-κο και περιλαμβάνουν:

Αιματολογικές εξετάσεις (αιμοσφαιρίνη, αιματοκρίτης, ερυθρά και λευκά αιμοσφαίρια, λευ-κοκυτταρικός τύπος, αιμοπετάλια, χρόνος πήξης και χρόνος προθρομβίνης).

Βιοχημικές εξετάσεις (γλυκόζη, ασβέστιο, κάλιο, ουρία, γλουταμική-πυροσταφυλική τραν-σαμινάση, γαλακτική αφυδρογονάση, αλκαλική φωσφατάση, κρεατινίνη, χολερυθρίνη, τριγλυκερίδια, χοληστερόλη, λευκωματίνες, σφαιρίνες και ολικές πρωτεΐνες).

Ανάλυση ούρων (pH, ωσμωτική πίεση, γλυκόζη, κετόνες, χολερυθρίνη, επιθηλιακά ή άλλα κύτταρα).

Στο τέλος του πειράματος, τα ζώα θανατώνονται, το βάρος περίπου 12 οργάνων καταγράφε-ται και αξιολογείται, και γίνεται μακροσκοπική και μικροσκοπική παθολογοανατομική εξέταση σε περίπου 20 διαφορετικά δείγματα οργάνων και ιστών. Eκτός από όλες αυτές τις χρήσιμες πληροφορί-ες, η παρατεταμένη τοξικότητα των 90 ημερών κατευθύνει την έρευνα όσον αφορά τα δοσολογικά σχήματα που πρέπει να χρησιμοποιηθούν στη χρόνια τοξικότητα. 1.1.4.Χρόνια τοξικότητα

Ο σχεδιασμός των πειραμάτων της χρόνιας τοξικότητας είναι ίδιος με της παρατεταμένης το-ξικότητας. Η διάρκεια, όμως, είναι μεγαλύτερη και εξαρτάται από τη χρήση της φαρμακευτικής ου-σίας στην κλινική πράξη. Εάν το φάρμακο πρόκειται να χορηγηθεί μόνο για σύντομα χρονικά δια-στήματα, όπως συμβαίνει με τα αντιβιοτικά, τότε η μελέτη της χρόνιας τοξικότητας μπορεί να μη ξε-περάσει τους 6 μήνες.

177

Προκειμένου, όμως, για ουσίες που προορίζονται για χορήγηση για μεγάλο χρονικό διάστημα ή για συχνές και επαναλαμβανόμενες λήψεις, τότε η διάρκεια της μελέτης της χρόνιας τοξικότητας μπορεί να φθάσει και τα 2 έτη.

Ειδική κατηγορία πειραμάτων χρόνιας τοξικότητας είναι εκείνα που αφορούν την τυχόν καρ-κινογόνο δράση ενός φαρμάκου. Στις περιπτώσεις αυτές, χρησιμοποιούνται επίμυες και ποντίκια, ενώ η διάρκεια χορήγησης του φαρμάκου πρέπει να ξεπερνά τον μέσο όρο ζωής αυτών των πειραματο-ζώων. Για να φθάσουν μέχρι το τέλος του πειράματος τουλάχιστον 30 πειραματόζωα ανά φύλο και ανά δοσολογικό επίπεδο, όπως επιβάλλουν οι κανόνες της στατιστικής ανάλυσης, πρέπει οι αρχικές ομάδες να περιλαμβάνουν τουλάχιστον 60 πειραματόζωα.

Στα χρόνια πειράματα, εκτός από τις κλασικές εξετάσεις που γίνονται στο τέλος της μελέτης, σε λεπτομερή παθολογοανατομικό έλεγχο υποβάλλονται και τα ζώα που πεθαίνουν νωρίτερα από το αναμενόμενο.

Ορισμένα πρωτόκολλα επιβάλλουν την ύπαρξη μιας πολύ μεγάλης ομάδας πειραματοζώων, τα οποία θανατώνονται και εξετάζονται σταδιακά κατά την πορεία της μελέτης (π.χ. 5 ζώα ανά τρί-μηνο). Εάν κάποιος όγκος ή άλλο είδος ιστοπαθολογικής βλάβης εμφανίζεται με μεγάλη συχνότητα, τότε μπορεί να εξεταστούν όλα τα ζώα σε πρώιμο στάδιο της μελέτης, για να μη χαθούν πολύτιμα στοιχεία από τις αιματολογικές και βιοχημικές αναλύσεις.

Στα πειράματα της καρκινογένεσης υπεισέρχονται πολλές μεθοδολογικές δυσκολίες που κα-θιστούν ιδιαίτερα δύσκολη και πολύπλοκη την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. H σημαντικότερη δυσκολία έγκειται στις ιστοπαθολογικές διαφορές που υπάρχουν μεταξύ των κακοήθων νεοπλασμά-των των πειραματοζώων και του ανθρώπου.

Τα πειράματα της χρόνιας τοξικότητας έχουν γενικώς πολλές δυσκολίες και πολύ μεγάλο κό-στος. Για τον λόγο αυτόν, η σύγχρονη τάση είναι να γίνονται οι μελέτες της παρατεταμένης τοξικότη-τας και κατόπιν να αρχίζουν οι κλινικές δοκιμασίες της φάσης I, II και III. Μόνον εάν οι κλινικές δο-κιμασίες πάνε καλά, αρχίζουν και διεξάγονται εκ παραλλήλου οι μελέτες της χρόνιας τοξικότητας, μαζί με τις υπόλοιπες πιο εξειδικευμένες μελέτες τοξικότητας στα πειραματόζωα (βλ. ακολούθως «Κλινικές Μελέτες»). 1.1.5.Αναπαραγωγή και Τερατογένεση

Οι μελέτες τοξικότητας πρέπει να συμπεριλάβουν, επίσης, πειράματα σχετικά με την αναπα-

ραγωγική ικανότητα των ζώων και την τυχόν τερατογόνο επίδραση στους απογόνους. (1) Aναπαραγωγή (Eπίπεδο I) Συνήθως χρησιμοποιούνται επίμυες (20 ζώα ανά φύλο) σε τρία διαφορετικά δοσολογικά

σχήματα. Τα αρσενικά ζώα παίρνουν το φάρμακο επί 60 ημέρες και τα θηλυκά επί 14 ημέρες, πριν από το ζευγάρωμα. Τα θηλυκά συνεχίζουν καθ’όλη τη διάρκεια της κύησης και της γαλουχίας.

Οι παράμετροι που εξετάζονται είναι το ποσοστό των εγκύων θηλυκών, των ζώντων νεογνών και των νεκρών νεογνών. Επίσης, καταγράφονται το βάρος, η ανάπτυξη, η επιβίωση και η γενική κα-τάσταση των απογόνων τις τρεις πρώτες εβδομάδες της ζωής τους.

(2) Δυσπλασίες (Eπίπεδο II) Συνήθως χρησιμοποιούνται ομάδες με 12 κουνέλια και 20 επίμυες ή ποντίκια. Τα ζώα εκτίθε-

νται στο φάρμακο κατά τη φάση της κύησης που αντιστοιχεί στην οργανογένεση (6η έως 15η ημέρα της κύησης για τους επίμυες, και 6η έως 18η ημέρα για τα κουνέλια). Τα κυήματα αφαιρούνται με καισαρική τομή, μια ημέρα πριν από την αναμενόμενη ημέρα τοκετού (21η για τους επίμυες και 31η για τα κουνέλια).

Η μήτρα ζυγίζεται και εξετάζεται για τον αριθμό των ζώντων κυημάτων, των νεκρών κυημά-των και για σημεία παλίνδρομης κύησης (απορρόφηση κυήματος). Τα ζώντα κυήματα ζυγίζονται και χρησιμοποιούνται για εξέταση τυχόν σκελετικών ή σπλαχνικών δυσπλασιών.

(3) Περιγεννητική Tοξικότητα (Eπίπεδο III) Χρησιμοποιούνται έγκυοι επίμυες, στους οποίους χορηγείται φάρμακο από τη 15η ημέρα της

κύησης μέχρι το τέλος της γαλουχίας. Κατόπιν εξετάζονται το βάρος, η ανάπτυξη, η επιβίωση και η γενική κατάσταση των νεογνών, κατά τις πρώτες τρεις εβδομάδες της ζωής τους.

(4) Πολυγενεολογική Tοξικότητα

178

Σε επίμυες ηλικίας ενός μηνός (25 ανά φύλο) χρησιμοποιούνται 3 διαφορετικά δοσολογικά σχήματα του φαρμάκου σε χρόνια βάση (γενεά F0). Τα ζώα αυτά διασταυρώνονται, ενώ εξακολου-θούν να λαμβάνουν το φάρμακο, και έτσι προκύπτει η πρώτη θυγατρική γενεά (F1), η οποία έχει ήδη εκτεθεί στο φάρμακο ενδομητρίως και κατά τη γαλουχία. Τα ζώα F1 εξακολουθούν να παίρνουν το φάρμακο σύμφωνα με το προηγούμενο πρωτόκολλο, και έτσι προκύπτει η δεύτερη θυγατρική γενεά (F2), η οποία επίσης εκτίθεται μέχρι το τέλος της γαλουχίας, οπότε περατώνεται και το πείραμα. Στα πειραματόζωα F0 και F1 καταγράφονται όλες οι παράμετροι που έχουν ήδη αναφερθεί για την περι-γεννητική τοξικότητα. Τα απογαλακτισθέντα νεογνά της F2 γενεάς υποβάλλονται σε νεκροψία, με έμφαση στην ανεύρεση τυχόν δυσπλασιών των έσω γεννητικών οργάνων.

Γενικώς, στα πειράματα που έχουν ως σκοπό τη μελέτη της αναπαραγωγικής τοξικότητας ε-ξετάζονται τα εξής: α. Δείκτης γονιμότητας (ποσοστό γόνιμων ζευγαρωμάτων), β. Δείκτης κύησης (ποσοστό ζώντων απογόνων), γ. Δείκτης επιβίωσης (ποσοστό νεογνών που επέζησαν για τέσσερις η-μέρες ή περισσότερο) και δ. Δείκτης γαλουχίας (ποσοστό απογόνων που επέζησαν μεταξύ της 4ης η-μέρας ζωής και της 21ης ημέρας, που αντιστοιχεί στην ημέρα απογαλακτισμού).

(5) Λειτουργικές διαταραχές Στα πλαίσια των πειραμάτων εμβρυοτοξικότητας, για ορισμένα φάρμακα μπορεί να απαιτη-

θεί η εξέταση τυχόν βλαπτικών εκδηλώσεων λειτουργικής φύσης, όταν δεν υπάρχουν δυσπλασίες ή άλλα εμφανή στοιχεία τερατογένεσης. Έτσι, υπάρχουν ενδείξεις, ότι π.χ. φάρμακα με δράση στο KNΣ επηρεάζουν την ικανότητα των απογόνων για μάθηση (λειτουργική «τερατογένεση»). Οι παράμετροι αυτές δεν είναι εύκολο να εκτιμηθούν σε πειραματόζωα. Ακόμη και εάν αυτό γίνει εφικτό, η μεταφο-ρά των πορισμάτων της έρευνας στις ανθρώπινες συνθήκες αφήνει πολλά περιθώρια δυσπιστίας και αμφισβήτησης.

(6) Tερατογένεση μη θηλαστικών ζώων Μια απλή, φθηνή και γρήγορη μελέτη τερατογένεσης βασίζεται στη χρήση γονιμοποιημένων

αυγών κότας, τα οποία επωάζονται υπό κατάλληλες συνθήκες για τη φυσιολογική ανάπτυξη του εμ-βρύου. Το υπό εξέταση φάρμακο ενσταλάζεται στον αεροθάλαμο του αυγού, όπου αναπτύσσεται το πλέγμα των τριχοειδών αγγείων που εξυπηρετούν την αναπνοή του εμβρύου. Η μέθοδος αυτή δίνει ικανοποιητικά αποτελέσματα, αλλά δεν μπορεί να υποκαταστήσει τις μελέτες τερατογένεσης στα θη-λαστικά. 1.1.6.Μεταλλαξιογένεση

Με τον όρο μεταλλαξιογένεση εννοούμε τις μεταβολές εκείνες του γενετικού υλικού, οι ο-ποίες μεταβιβάζονται στα θυγατρικά κύτταρα. H μελέτη της γονοτοξικότητας των φαρμάκων, δηλαδή της ικανότητάς τους να μεταβάλουν τις ιδιότητες του γενετικού υλικού, αποκτά συνεχώς αυξανόμενη σπουδαιότητα.

Εάν η γενετική αλλοίωση αφορά τους γαμέτες (ωάριο ή σπερματοζωάριο), το κύτταρο που θα προκύψει από τη γονιμοποίηση (ζυγώτης) μπορεί να μην είναι βιώσιμο, και έτσι δεν αρχίζει καν η κύηση. Σε μερικές περιπτώσεις, η μετάλλαξη μπορεί να επηρεάσει το έμβρυο και να το οδηγήσει σε θάνατο σε μεταγενέστερη φάση της κύησης. Εάν το μεταλλαγμένο κύημα γεννηθεί, θα φέρει άλλοτε άλλου βαθμού διαμαρτίες της διάπλασης (τερατογένεση).

Σήμερα θεωρείται βέβαιο, ότι η χημική καρκινογένεση είναι ένα πολύπλοκο βιολογικό φαι-νόμενο, του οποίου η αφετηρία βρίσκεται σε κάποια πρωταρχική βλάβη του γενετικού υλικού.

Από τα παραπάνω προκύπτει ότι οι δοκιμασίες μεταλλαξιογένεσης δίνουν ουσιαστικές πλη-ροφορίες, όσον αφορά την πιθανή τερατογόνο ή καρκινογόνο δράση μιας φαρμακευτικής ουσίας.

Δοκιμασία θανατηφόρου μετάλλαξης Γίνεται σε μικρά θηλαστικά (επίμυες ή ποντίκια) με τη χορήγηση μιας εφάπαξ δόσης σε αρ-

σενικά ζώα. Κάθε αρσενικό ζώο ζευγαρώνει με δύο θηλυκά (που δεν έχουν πάρει το φάρμακο) μια φορά την εβδομάδα και για οκτώ συνολικά εβδομάδες. Τα έγκυα θηλυκά απομακρύνονται από το πείραμα και θανατώνονται λίγο πριν από το τέλος της κύησης, για να καταγραφούν αφενός τα ζώντα

κυήμμων

είνα

ΕικόBans Γον

Ελέγκύττ

του χρωκατάσιμοείνακού

οποίβλάβτος,

δρασκυττβλίοΜποτα ο

(SCEτης ενός

ματα και αφν δυνητικών κ

Με τη δαι τόσο ισχυρ

όνα 8.1. Εμφάsal et al 2012

οτοξικότητα Πραγμα

γχονται τα εταρα του οργ

Eμφάνισφαρμάκου, ματίνης πουά την ανάφαοποιούνται και ορατοί κατπληθυσμού

Xρωμοσία προηγείταβη εμφανίζεθραύσματος

In vitro ση μιας ουσίτάρων. Τυπικου, επειδή έχορούν επίσηοποία υποδηλ

AνταλλαE, Sister Chrμεταλλαξιογς χρωμοσώμ

φετέρου ο αρκυήσεων. δοκιμασία αυρή, ώστε να έ

άνιση μικροπυρ(http://www.c

α ευκαρυωτ

ατοποιείται σμπύρηνα κύτγανισμού. ση πυρηνίσκωδηλαδή της

υ αποσπώντααση και σχημκύτταρα του τά τη φάση η(Εικόνα 8.1)σωμιακές βλάαι της φάσης ται και στα ς ή εξω- και εξαλλαγή. Σίας μπορεί νκό παράδειγχουν χάσει της να εμφανισλώνουν μετααγές συστοίχωromatid Excγόνου ισχύοςατος, δηλαδ

ριθμός των ω

υτή ελέγχεταέχει αντίκτυπ

ρηνίσκου σε επcontempclinde

τικών κυττά

ε μικρά θηλατταρα του αί

ων. Πρόκειτ ικανότητάςαι από τα χρματίζουν μικμυελού των ηρεμίας του ). άβες. Οι βλάβαναδιπλασιαδύο χρωματενδο-ανταλλΣε καλλιέργενα προσδώσεμα αποτελεί η φυσιολογικστούν νέα χλλάξεις στη ων χρωματίδhange) θεωρς μιας χημική στις δύο χ

179

ωχρών σωματ

αι η πιθανή πο στην βιωσ

πιθηλιακό κύτent.org/text.as

άρων

αστικά ή σε ίματος, οι αν

ται για ταχείς του να προρωμοσώματακροπυρήνες ποστών, λεμφπυρήνα (G0

βες που γίνονασμού του Dτιδικά σκέληλαγής. Βλάβεειες ινοβλαστει χαρακτηριί η συσσώρεκή ιδιότητα χαρακτηριστισύνθεση πρωίδων. Η ανίχρείται μια απκής ουσίας. Πχρωματίδες τ

τίων, τα οπο

γονοτοξική σιμότητα των

τταρο στοματικsp?2012/3/2/1

πρωτεύονταντίστοιχες βλ

ία μέθοδο ελοκαλεί χρωμα δεν μπορούπου είναι οραφοκύτταρα κ0), επομένως

νται κατά τηDNA (φάση G, με τη μορφες αυτού τουτών ή επιθηλιστικές ιδιότηυση των κυττης εξ επαφήικά μορφολοωτεϊνών τουχνευση ανταπό τις πλέον Πρόκειται γιτου, με συνα

οία υποδηλώ

επίδραση στν ζυγωτών.

κού βλεννογόν84/96825 )

α, μετά από χλάστες του μυ

λέγχου της κμοσωμιακές ύν να ενσωματοί στο μικαι ινοβλάστεστο μεγαλύ

ην G1 φάση τG2). Όταν ακφή ακροτελικυ τύπου είναι λιακών κυττητες παρόμοττάρων σε ορής αλληλοανογικά στοιχείκυτταροσκεαλλαγών στιαξιόπιστες τια τη δημιουακόλουθη αν

ώνουν την έν

τα σπερματο

νου. Από την ερ

χορήγηση τομυελού των ο

κλαστογόνουρήξεις. Tα ματωθούν στκροσκόπιο. Σες, όπου οι μύτερο μέρος

του κυτταρικκολουθήσει ηκού ελλείμμι σχετικώς σπτάρων, η γονοιες των νεοπρισμένα σημναστολής τηία, όπως τα ελετού. ις σύστοιχεςτεχνικές για τυργία ρήξεωνταλλαγή του

αρξη ισάριθ

οζωάρια, εάν

εργασία των

ου φαρμάκουοστών ή άλλα

υ ικανότηταςτμήματα τηςτο γονιδίωμαΣυνήθως χρημικροπυρήνεςτου κυτταρι

ού κύκλου, ηη φάση G2, ηατος, ρήγμαπάνιες. νοτοξική επίπλασματικώνμεία του τρυς ανάπτυξηςψευδοπόδια

ς χρωματίδεςτην εκτίμησηων στα σκέληυ γονιδιακού

-

ν

υ. α

ς ς α -ς ι-

η η -

ί-ν -ς. α,

ς η η ύ

υλικπροσκόνα

ΕικόδεικνRowhttp:

Ametyphπτύσναμεπτύσπάρχ

ισχύλισμξικοβίωνκων 1.1.

παράμώξστα

χρησ

κού ανάμεσαστεθεί βρωμα 8.2).

όνα 8.2. Θετικνύουν τα πολλ

wland, Institute://www.massey

Γονοτοξ

Η βασικes. Στην τε

himurium) ποσσεται σε καετάλλαξη πρσσονται σε θχει κάποιος μ

Η δοκιμύος. Όταν στμού φαρμάκωούς μεταβολίν S. typhimu (π.χ., σειρές

7.Εκλεκτικ

Για ορισά ως ανεπιθύξεων ή των νπαθογόνα αί

Mικροβισιμοποιηθού

α στα δύο σκέμοδεσοξυ-ουρ

κή δοκιμασία γλαπλά σημεία αe of Moleculary.ac.nz/~imbs

ξικότητα πρ

κότερη τεχνεχνική αυτή,ου στερείταιαλλιέργειες μροσδίδει στα θρεπτικό υλιμεταλλαξιογμασία Ames τις καλλιέργεων επίμυος, ίτες του φαρ

urium με ευκς εξαλλαγμέν

κή τοξικότη

σμένες κατηγύμητη ενέργνεοπλασματιίτια ή στα καιακές καλλιέρύν ως αντιμικ

έλη. Το φαινριδίνη (ανάλ

γονοτοξικότηταανταλλαγής γοr Biosciences,s/genetic_dam

ροκαρυωτικώ

νική μεταλλα, χρησιμοποι του ενζυμιμόνον όταν έμικρόβια τηικό που δεν όνος παράγοαποτελεί τονειες προστίθμπορεί να πρρμάκου. Για καρυωτικά κύνων ηπατικώ

ητα

γορίες φαρμγεια. Τέτοια ικών νόσων,αρκινικά κύτργειες. Οι φκροβιακά φά

180

νόμενο αυτό λογο της θυμ

τας, σε περιφερονιδιακού υλικ, Massey Univ

mage_humans.

ών κυττάρω

αξιογένεσης οιείται ένα ικού μηχανισέχει προστεθην ικανότηταπεριέχει καθοντας, ο ρυθμν πλέον καθεται ηπατικόροκύψουν επτον ίδιο λόγ

κύτταρα που ών κυττάρων

μάκων η πιθαφάρμακα είν

, τα οποία χοτταρα. φαρμακευτικέάρμακα ελέγ

γίνεται ορατμίνης) σε δύ

ρικά λευκοκύττκού, μεταξύ αλversity, New Zhtm).

ων

με προκαρμη παθογόνσμού για τη θεί στο θρεπτα σύνθεσης τθόλου αυτό τμός αυτών τωιερωμένο τρό κλάσμα μεπιπρόσθετες γο, έχουν δοκδιατηρούν τκαρκινικής π

ανή τοξικότηναι τα χημειορηγούνται

ές ουσίες πογχονται αρχικ

τό με μια ειδο διαδοχικού

ταρα του αίμαλήλων χρωμα

Zealand,

ρυωτικά κύττνο στέλεχος σύνθεση ιστικό υλικό ιστης ιστιδίνηςτο αμινοξύ. ων επαναμετρόπο εκτίμησε το μικροσωπληροφορίεςκιμαστεί καιτην ικανότητπροέλευσης)

ητα ελέγχεταιοθεραπευτικγια την επίτ

ου συντίθεντκά σε καλλιέ

δική χρώση, ύς κύκλους

ατος επίμυος. Τατίδων (Copyr

ταρα είναι μικροβίων

στιδίνης. Εποστιδίνη. Μιας, με αποτέλεΌταν στο πεταλλάξεων αυσης της μεταωμιακό σύστς που αφοροι συγκαλλιέρτα μεταβολισ).

αι ως επιθυμκά των μικροτευξη εκλεκτ

ται με την πιέργειες μικρ

αρκεί να έχεμίτωσης (Ει

Τα βέλη κατα-right Dr Al

η δοκιμασία(Salmonella

ομένως, αναα τυχαία επαεσμα να αναεριβάλλον υυξάνεται. αλλαξιογόνουτημα μεταβοούν τυχόν τοργειες μικροσμού φαρμά

μητή μάλλονοβιακών λοιτικής δράσης

προοπτική ναροβίων. Χρη

ει ι-

-

α a ----

υ ----

ν, ι-ς

α -

181

σιμοποιούνται σταθερά στελέχη αντιπροσωπευτικών Gram(+) ή Gram(-) μικροβίων και συνάγονται συμπεράσματα για τυχόν μικροβιοστατική ή μικροβιοκτόνο δράση του φαρμάκου.

Η ίδια αρχή ισχύει και για την αξιολόγηση της δράσης ήδη εγκεκριμένων αντιμικροβιακών φαρμάκων σε καλλιέργειες μικροβίων, τα οποία έχουν απομονωθεί από κάποιον ασθενή και είναι πι-θανώς ανθεκτικά στην αντιβίωση (αντιβιόγραμμα).

Καλλιέργειες μυκήτων χρησιμοποιούνται, επίσης, για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων κατά των μυκητιάσεων.

Kυτταροκαλλιέργειες. Ορισμένα κύτταρα νεοπλασματικής προέλευσης μπορούν να καλλιερ-γηθούν με κατάλληλα θρεπτικά υλικά πρακτικώς επ’άπειρον (‘αθάνατες’ κυτταρικές σειρές). Αντιθέ-τως, τα φυσιολογικά ευκαρυωτικά κύτταρα διατηρούνται σε καλλιέργεια για λίγες μόνον ημέρες.

Την ιδιότητα των καρκινικών κυττάρων να πολλαπλασιάζονται in vitro εκμεταλλευόμαστε για την εκτίμηση της κυτταροτοξικής ισχύος των νέων αντινεοπλασματικών φαρμάκων. Συνήθως, χρησιμοποιούνται καλλιέργειες καρκινικών κυττάρων διαφορετικής προέλευσης και ποικίλου βαθμού βιολογικής διαφοροποίησης, στις οποίες προστίθενται τα υπό εξέταση φάρμακα. Η τυχόν εκλεκτική τοξικότητα αξιολογείται με την καταμέτρηση των επιζώντων κυττάρων σε ειδικές συσκευές.

1.2.Κλινικές Μελέτες

Μέχρι τον 19ο αιώνα, οι ουσίες που χρησιμοποιούνταν για φάρμακα ήταν κυρίως φυτικής προέλευσης (δρόγες). Στις αρχές του 20ου αιώνα άρχισε η προσπάθεια των επιστημόνων για την απο-μόνωση και τον χαρακτηρισμό των δραστικών συστατικών των φυτικών φαρμάκων, καθώς και για την τεχνητή σύνθεσή τους στο χημικό εργαστήριο. Ακόμη και σήμερα, πολλές θεραπευτικές ουσίες εξακολουθούν να απομονώνονται από φυτικά εκχυλίσματα, όπως η μορφίνη (ισχυρό αναλγητικό) από το φυτό Papaver somniferum και η διγοξίνη (καρδιοτονωτικό φάρμακο) από το φυτό Digitalis purpurea. Αυτό συμβαίνει, όταν τα δραστικά μόρια είναι εξαιρετικά πολύπλοκα, δηλαδή όταν η σύν-θεσή τους είναι πολύ δαπανηρή. Παράλληλα, η φαρμακοβιομηχανία έχει στρέψει το ενδιαφέρον της στη σύνθεση ουσιών που είτε αποτελούν τροποποιήσεις μιας ήδη γνωστής φαρμακευτικής ένωσης είτε είναι εντελώς νέες ενώσεις βασισμένες σε θεωρητικά πρότυπα.

Αρκετά συχνά, η προσεκτική ανάλυση των δευτερευουσών ενεργειών διαφόρων νέων φαρ-μάκων οδήγησε σε σημαντικές προόδους στην κατανόηση πολλών φυσιολογικών λειτουργιών. Το χαρακτηριστικότερο ίσως παράδειγμα είναι η περίπτωση των σουλφοναμιδών. Μετά την εισαγωγή αυτών των ουσιών στη θεραπευτική, ως αντιμικροβιακών φαρμάκων, παρατηρήθηκε ότι προκαλούν οξίνιση των ούρων και αύξηση της ποσότητάς τους. Όπως διαπιστώθηκε, αυτό οφείλεται στην ανα-στολή του ενζύμου καρβονική ανυδράση. Με τη μετατροπή της χημικής δομής των σουλφοναμιδών δημιουργήθηκαν ισχυρότεροι αναστολείς αυτού του ενζύμου, όπως η ακεταζολαμίδη. Παράλληλα, ορισμένα από τα νέα μόρια, όπως τα θειαζιδικά παράγωγα, εμφάνισαν ακόμη ισχυρότερη διουρητική δράση. Σήμερα, τα φάρμακα αυτά χρησιμοποιούνται πολύ στη θεραπευτική αγωγή της υπέρτασης, με κύριο εκπρόσωπο τη χλωροθειαζίδη. Μια ακόμη δευτερεύουσα ενέργεια των σουλφοναμιδών ήταν ότι μειώνουν το επίπεδο της γλυκόζης του αίματος. Από την παρατήρηση αυτή προέκυψαν οι σουλ-φονυλουρίες (τολβουταμίδη, χλωροπροπαμίδη κ.ά.), οι οποίες χρησιμοποιούνται ως αντιδιαβητικά φάρμακα χωρίς να έχουν αντιμικροβιακές ή διουρητικές ιδιότητες.

Αντίθετα με όλα τα παραπάνω παραδείγματα, ένας μεγάλος αριθμός νέων φαρμακευτικών σκευασμάτων, που συντίθενται και κυκλοφορούν στην αγορά, δεν έχουν να παρουσιάσουν ουσιαστι-κά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με ήδη υπάρχοντα φάρμακα. Τα νέα αυτά φάρμακα είναι πραγματικά χρήσιμα όταν η παρασκευή τους στοιχίζει λιγότερο ή μπορούν να αντικαταστήσουν κάποιο ισοδύνα-μο φάρμακο, στο οποίο ένας ασθενής παρουσιάζει ιδιοσυγκρασιακές ή αλλεργικές αντιδράσεις. Στο χώρο των αντιβιοτικών, η αναζήτηση νέων μορίων έχει ως αφετηρία την εμφάνιση μικροβιακής αντί-στασης προς τα παλαιότερα φάρμακα.

Η ανάπτυξη νέων φαρμάκων αποκτά συναρπαστικό ερευνητικό ενδιαφέρον, όταν είναι γνω-στό το φυσιολογικό και βιοχημικό υπόστρωμα της πάθησης για την οποία προορίζεται το φάρμακο. Τέτοια λογική προσέγγιση στη δημιουργία ενός νέου φαρμάκου είναι αρκετά σπάνια, επειδή ίσως σπάνιες είναι και οι περιπτώσεις που γνωρίζουμε με σαφήνεια τους παθοφυσιολογικούς μηχανισμούς

182

μιας ασθένειας. Για παράδειγμα, η αντιμετώπιση της νόσου του Parkinson άλλαξε ριζικά, μετά την ανακάλυψη ότι οφείλεται στην ελάττωση της ντοπαμίνης σε ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου. Η χορήγηση ντοπαμίνης δεν έχει θεραπευτικά αποτελέσματα, επειδή η ουσία αυτή δεν διέρχεται τον αιματεγκεφαλικό φραγμό. Μετά από επίμονες αναζητήσεις, έγινε εφικτή η σύνθεση και η χρησιμο-ποίηση της λεβοντόπα η οποία διέρχεται τον αιματεγκεφαλικό φραγμό και μετατρέπεται μέσα στο εγκεφαλικό παρέγχυμα σε ντοπαμίνη.

Η αρχική εκτίμηση της δραστικότητας ενός φαρμάκου γίνεται σε πειραματόζωα και έχει ως αντικείμενο κάποια φυσιολογική λειτουργία (καρδιακή λειτουργία) ή κάποια ασθένεια (πειραματικός διαβήτης). Σε μερικές περιπτώσεις, η εκτίμηση μπορεί να γίνει με απλούστερη πειραματική διάταξη, όπως π.χ., σε κάποιο απομονωμένο όργανο ή σε καλλιέργεια μικροβίων ή κυττάρων. Όταν το φάρμα-κο αποδειχθεί δραστικό και χωρίς εμφανή τοξικότητα, τότε ακολουθούν ορισμένα ερευνητικά στάδια για την τελική του εφαρμογή στην κλινική πράξη.

Τα στάδια αυτά είναι πολυδάπανα και μακροχρόνια και περιλαμβάνουν την αρχική μελέτη με πειραματόζωα (προκλινικό στάδιο) και κατόπιν την τελική μελέτη με ασθενείς (κλινικό στάδιο). Η μελέτη με πειραματόζωα έχει ως πρωταρχικό σκοπό την εκτίμηση της τοξικότητας του φαρμάκου, αλλά εξίσου σημαντικά είναι τα συμπεράσματα για τυχόν χρήσιμες φαρμακολογικές ιδιότητες.

Η κλινική εκτίμηση ενός φαρμάκου είναι απαραίτητη πριν από τη γενικευμένη του χρήση, επειδή δεν είναι σπάνιο το φαινόμενο να εμφανιστούν δυσάρεστες δευτερεύουσες ενέργειες στον αν-θρώπινο οργανισμό από ένα φάρμακο που δεν παρουσίασε ιδιαίτερη τοξικότητα κατά την προκλινική πειραματική δοκιμασία του. Αυτό οφείλεται εν μέρει στην ύπαρξη πολλών άτυπων τοξικών εκδηλώ-σεων (ζάλη, ναυτία, έμετοι κ.λπ.) που δεν είναι δυνατόν να εκτιμηθούν με επάρκεια στα πειραματό-ζωα. Άλλωστε, οι τοξικές εκδηλώσεις μπορεί να οφείλονται σε κάποιο μεταβολίτη του φαρμάκου που σχηματίζεται μόνον στον ανθρώπινο οργανισμό.

Για τους λόγους αυτούς, η κλινική εκτίμηση γίνεται σταδιακά και περιλαμβάνει διάφορες φάσεις.

Φάση Ι: Προκαταρκτική φαρμακολογική αξιολόγηση. Το φάρμακο δίνεται σε ομάδα εθελοντών, οι οποίοι πρέπει να είναι σε θέση να δώσουν σαφείς και αξιόπιστες πληροφορίες για την ύπαρξη τυχόν υποκειμενικών συμπτωμάτων. Παράλληλα, εκτός από την εκτίμηση ορισμένων φαρμακολογικών ιδιοτήτων της δραστικής ουσίας, προσδιορίζονται κυρίως οι φαρμακοκινητικές παράμετροι μέσα στον ανθρώπινο οργανισμό (βιοδιαθεσιμότητα, μέγιστη τιμή πλάσματος, AUC, κάθαρση, ηπατικός μεταβολισμός κ.ά.).

Φάση ΙΙ: Περιορισμένη κλινική αξιολόγηση. Το φάρμακο δίνεται σε περισσότερα άτομα, κάτω από επιτήρηση ειδικευμένου προσωπικού σε ένα ορισμένο αριθμό ερευνητικών κέντρων, ώστε να υπάρχει δυνατότητα διασταύρωσης και αναζήτησης των αποτελεσμάτων. Οι κλινικές αυτές δοκιμές περιλαμβάνουν την παράλληλη χορήγηση εικονικού φαρμάκου που δεν γνωρίζει ούτε ο θεράπων γιατρός. Με αυτόν τον τρόπο, αποφεύγεται η παρεμβολή ψυχολογικών παραγόντων (διπλή-τυφλή χορήγηση). Κατά τη φάση αυτή ελέγχεται και η εμφάνιση γενικών και ειδικών τοξικών εκδηλώσεων.

Φάση ΙΙΙ: Εκτεταμένη κλινική αξιολόγηση (πολυκεντρικές μελέτες). Το φάρμακο χρησιμοποιείται σε πολλές κλινικές και η χορήγησή του γίνεται με την επίβλεψη 50-100 γιατρών. Η χρησιμοποίηση μεγάλου αριθμού ασθενών και η παρατεταμένη χρήση του φαρμάκου βο-ηθούν στην εμφάνιση σχετικά σπάνιων ατομικών αντιδράσεων, όπως είναι οι ιδιοσυγρασιακές και οι αλλεργικές. Συνήθως, στις πολυκεντρικές μελέτες μελετώνται συνολικά περισσότεροι από χίλιους ασθενείς, κατά προτίμηση αμφοτέρων των φύλων.

Φάση IV: Φαρμακοεπαγρύπνηση. Με όλες αυτές τις προφυλάξεις για τη δημιουργία όσο το δυνατόν ασφαλέστερων φαρμάκων, θα έ-πρεπε η χρήση φαρμάκων να μην περικλείει κανένα κίνδυνο για τους ασθενείς. Παρ’όλα αυτά, ορι-σμένες σπάνιες εκδηλώσεις, όπως π.χ., η τερατογένεση και η καρκινογένεση, δεν θα εμφανιστούν παρά μόνο μετά από ευρεία και μακροχρόνια κλινική χρήση ενός φαρμάκου. Για τον λόγο αυτόν, με-τά την έγκριση κυκλοφορίας ενός νέου φαρμακευτικού προϊόντος, οι αρμόδιες αρχές διατηρούν μη-χανισμούς καταγραφής τυχόν τοξικών εκδηλώσεων, με το σύστημα της «κίτρινης κάρτας». Οι κίτρι-νες κάρτες υφίστανται στατιστική επεξεργασία και επιτρέπουν την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμά-των για την ασφαλή χρήση των νέων φαρμακευτικών προϊόντων.

183

Οι διαδικασίες εγκρίσεων νέων φαρμάκων έχουν τυποποιηθεί και χαρακτηρίζονται από σα-φείς κανόνες αξιολόγησης, οι οποίοι τείνουν να γίνουν διεθνείς με τη συμμετοχή της Ευρωπαϊκής Ένωσης, των ΗΠΑ και της Ιαπωνίας.

Στα παραδοσιακά κριτήρια αξιολόγησης των φαρμάκων, δηλ. «ποιότητα-αποτελεσματικότητα-ασφάλεια», έχει προστεθεί και το κριτήριο «κόστος», για την κατάρτιση κατα-λόγων με τα φάρμακα εκείνα που αποζημιώνονται από τους ασφαλιστικούς φορείς. Ο έντονος αντα-γωνισμός μεταξύ των φαρμακευτικών επιχειρήσεων αντανακλάται στις θεσμοθετημένες διαδικασίες έγκρισης των νέων προϊόντων, όπου η όσο το δυνατόν ταχύτερη διεκπεραίωση κρίνεται απαραίτητη για την έγκαιρη εξασφάλιση μιας θέσης στην αγορά. Με τα δεδομένα αυτά, στη σημερινή εποχή απο-κτά ακόμη μεγαλύτερη σημασία η μετεγκριτική παρακολούθηση των φαρμάκων. Έτσι, καθίσταται περισσότερο αναγκαία από ποτέ άλλοτε η λειτουργία αποτελεσματικών μηχανισμών φαρμακοεπα-γρύπνησης, με την ενεργό συμμετοχή ιατρών, φαρμακοποιών και νοσηλευτών.

Ενδεικτική βιβλιογραφία

Antoniou K, Papadopoulou-Daifoti Z, Hyphantis T, Papathanasiou G, Bekris E, Marselos M, Panlilio L, Müller CE, Goldberg SR & Ferré S. A detailed behavioral analysis of the acute motor ef-fects of caffeine in the rat: involvement of adenosine A1 and A2A receptors. Psychopharma-cology (Berl) 183(2):154-162, 2005.

Bansal H, Sandhu VS, Bhandari R & Sharma D. Evaluation of micronuclei in tobacco users: A study in Punjabi population. Contemp Clin Dent 3:184-187, 2012.

Berg N, De Wever B, Fuchs HW, Gaca M, Krul C & Roggen EL. Toxicology in the 21st century -Working our way towards a visionary reality. Toxicology in Vitro 25 (4): 874–881, 2011.

Bliss CL: The calculation of the dose-mortality curve. Ann. Appl. Biol. 22:134-167, 1935.

Bruin Y. Testing methods and toxicity assessment (Including alternatives). Academic Press (ELSE-VIER), pp. 497–514, 2009.

Fountzilas G, Fragkoulidi A, Kalogera-Fountzila A, Nikolaidou M, Bobos M, Calderaro J, Andreiuolo F & Marselos M. A phase II study of sunitinib in patients with recurrent and/or metastatic non-nasopharyngeal head and neck cancer. Cancer Chemother Pharmacol. 65(4):649-660, 2010.

Froudarakis ME, Pataka A, Pappas P, Anevlavis S, Argiana E, Nikolaidou M, Kouliatis G, Pozova S, Marselos M & Bouros D. Phase 1 trial of lipoplatin and gemcitabine as a second-line chemo-therapy in patients with nonsmall cell lung carcinoma. Cancer 113(10):2752-2760, 2008.

Hodgson E. A Textbook of Modern Toxicology, John Wiley and Sons, NY, 2010.

Huhtala A, Alajuuma P, Burgalassi S, Chetoni P, Diehl H, Engelke M, Marselos M, Monti D, Pappas P, Saettone MF, Salminen L, Sotiropoulou M, Tähti H, Uusitalo H, Zorn-Kruppa M. A col-laborative evaluation of the cytotoxicity of two surfactants by using the human corneal epithe-lial cell line and the WST-1 test. J. Ocul. Pharmacol. Ther. 19(1):11-21, 2003.

Karamanakos PN, Pappas P, Boumba VA, Thomas C, Malamas M, Vougiouklakis T & Marselos M. Pharmaceutical agents known to produce disulfiram-like reaction:effects on hepatic ethanol metabolism and brain monoamines. Int. J. Toxicol. 26(5):423-432, 2007.

Klaasen SD (Ed.). Casarett & Doull’s: Toxicology The Basic Science of Poisons, 5th ed., McGraw-Hill, International Edition, NY, 1996.

184

Leeuwen van CJ & Vermeire TG. Risk assessment of chemicals: An introduction. NY, Springer. pp. 451–479, 2007.

Litchfield JT, & Wilcoxon F: A simplidied method of evaluating dose-effect experiments. J. Pharma-col. Exp. Ther., 96:99-113, 1949.

Magiatis P, Pappas P, Gaitanis G, Mexia N, Melliou E, Galanou M, Vlachos C, Stathopoulou K, Skaltsounis AL, Marselos M, Velegraki A, Denison MS & Bassukas ID. Malassezia yeasts produce a collection of exceptionally potent activators of the Ah (dioxin) receptor detected in diseased human skin. J. Invest. Dermatol. 133(8):2023-2030, 2013.

Marselos M, Strom SC & Michalopoulos G. Effect of phenobarbital and 3-methylcholanthrene on aldehyde dehydrogenase activity in cultures of HepG2 cells and normal human hepatocytes. Chem. Biol. Interact. 62(1):75-88, 1987.

Sotiropoulou M, Pappas P & Marselos M. Effects of 3-methylcholanthrene and aspirin co-administration on ALDH3A1 in HepG2 cells. Chem. Biol. Interact. Jan 30;130-132(1-3):235-245, 2001.

Trevan JW: The error of determination of toxicity. Proc. R. Soc. B., 101:483-514, 1927.

Wennig R. Back to the roots of modern analytical toxicology: Jean Servais Stas and the Bocarmé murder case. Drug Testing and Analysis (England) 1 (4): 153–155, 2009.

185



EΚΛΕΚΤΙΚΗ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ 186

1.Αντιμικροβιακά φάρμακα 186

1.1.Επίδραση στο μικροβιακό τοίχωμα 186

1.2.Επίδραση στη μικροβιακή μεμβράνη 189

1.3.Αναστολή της μικροβιακής πρωτεϊνοσύνθεσης 190

1.4.Επίδραση στο γενετικό υλικό των μικροβίων 192

1.5.Αναστολή του διάμεσου μεταβολισμού των μικροβίων 194

2.Αντιμυκητικά φάρμακα 194

2.1.Επίδραση στη δομή και τη λειτουργία της μεμβράνης των μυκήτων 194

2.2.Επίδραση στον πολλαπλασιασμό των μυκήτων 195

3.Αντιπρωτοζωικά φάρμακα 195

3.1.Πλασμώδια της ελονοσίας 195

3.2.Άλλα πρωτόζωα 195

4.Ανθελμινθικά φάρμακα 196

4.1.Επίδραση στην κινητικότητα των ελμίνθων 196

4.2.Επίδραση στον μεταβολισμό των ελμίνθων 196

5.Ιοστατικά φάρμακα 196

5.1.Αναστολή της εισόδου και της εξόδου από τα κύτταρα-ξενιστές 197

5.2.Αναστολή της ανάστροφης μεταγραφάσης των RNA-ιών 197

5.3.Αναστολή της DNA-πολυμεράσης 198

5.4.Αναστολή της πρωτεάσης 199

6.Φάρμακα κατά των νεοπλασμάτων 199

6.1.Ομάδες αντινεοπλασματικών φαρμάκων 200

6.2.Μηχανισμοί δράσης των αντινεοπλασματικών φαρμάκων 201

6.2.1.Μεταβολές στη χωροδιάταξη και τη λειτουργία του DNA 201

6.2.2.Παρεμπόδιση της σύνθεσης φυσιολογικών πυρηνικών οξέων 204

6.2.3.Αναστολή της κυτταρικής διαίρεσης 206

6.2.4.Παρεμπόδιση της κυτταρικής ανάπτυξης 206

6.3.Παράγοντες που επηρεάζουν την απάντηση στα αντινεοπλασματικά φάρμακα 207

Eνδεικτική βιβλιογραφία 209

186

Κεφάλαιο 9

EΚΛΕΚΤΙΚΗ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ

1.Αντιμικροβιακά φάρμακα Τα χημειοθεραπευτικά φάρμακα που χρησιμοποιούνται στις λοιμώξεις επιδρούν σε συγκε-

κριμένα δομικά ή λειτουργικά μεγαλομόρια των παθογόνων μικροοργανισμών, τα οποία θα μπορού-σαν να θεωρηθούν ως υποδοχείς, με την ευρύτερη έννοια του όρου.

Η επίδραση των φαρμάκων στα συγκεκριμένα αυτά βιολογικά υποστρώματα είναι λιγότερο ή περισσότερο εκλεκτική, ανάλογα με τον βαθμό διαφοροποίησης των μικροοργανισμών. Συνήθως, επειδή οι παθογόνοι μικροοργανισμοί έχουν μεγάλη εξελικτική απόσταση από τον ξενιστή, η επίδρα-ση των χημειοθεραπευτικών φαρμάκων είναι ιδιαίτερα εξειδικευμένη και ασφαλής. Τα στοιχεία αυτά καθορίζουν την πεμπτουσία της χημειοθεραπείας, η οποία βασίζεται στην εκλεκτική τοξικότητα.

Υποδοχείς χημειοθεραπευτικών φαρμάκων υπάρχουν στο μικροβιακό τοίχωμα, στην κυττα-ρική μεμβράνη, στα πυρηνικά οξέα, στο ριβοσωμιακό σύστημα πρωτεϊνοσύνθεσης, καθώς και σε διάφορα δομικά και λειτουργικά ενδοκυττάρια στοιχεία, τα οποία σχετίζονται με τον διάμεσο μετα-βολισμό.

1.1.Επίδραση στο μικροβιακό τοίχωμα

Τα μικρόβια περιβάλλονται από ένα άκαμπτο τοίχωμα, το οποίο έχει πάχος 100-200 Å και

ευρίσκεται στην εξωτερική επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης. Το μικροβιακό τοίχωμα ευθύνεται αφενός για το μέγεθος και το σχήμα, και αφετέρου για την ακεραιότητα του μικροβίου, δεδομένου ότι το κυτταρόπλασμα των μικροβίων είναι υπερωσμωτικό. Υπολογίζεται ότι, σε σχέση με το περιβάλ-λον, η διαφορά στα Gram(-) μικρόβια είναι 5 ατμόσφαιρες, ενώ στα Gram(+) είναι 20 ατμόσφαιρες. Η τεράστια αυτή διαφορά της ωσμωτικής πίεσης μεταξύ ενδοκυττάριου και εξωκυττάριου χώρου ση-μαίνει ότι οποιαδήποτε διαταραχή στην ακεραιότητα και τη διαβατότητα της μεμβράνης θα οδηγήσει σε αθρόα εισροή ύδατος, σε διόγκωση του κυτταροπλάσματος και εντέλει σε πλασμόλυση. Το μικρο-βιακό τοίχωμα αποτελεί μια ιδιομορφία της φύσης, η οποία δεν απαντά σε ανώτερους οργανισμούς. Είναι φυσικό, λοιπόν, να αποτελεί συχνά στόχο στρατηγικής εκμετάλλευσης στην ανάπτυξη και κλι-νική εφαρμογή των αντιβιοτικών φαρμάκων. Τα φάρμακα αυτά δρουν κατά τον πολλαπλασιασμό των μικροβίων, οπότε κάποιο ρήγμα του τοιχώματος καταλήγει σε καταστροφή του κυττάρου (μικροβιο-κτόνος δράση).

Η βιοσύνθεση του μικροβιακού τοιχώματος διαδράμει σε τρία στάδια: α) Σύνθεση των δομικών μονάδων στο κυτταρόπλασμα, β) Μεταφορά των δομικών μονάδων στην εξωτερική επιφάνεια των μικροβίων, και γ) Πολυμερισμός και σύνδεση των δομικών μονάδων μεταξύ τους στην τελική μορφολει-

τουργική διάταξη του τοιχώματος. Ενδοκυτταρική σύνθεση δομικών μονάδων. Οι δομικές μονάδες του τοιχώματος είναι πε-

πτιδογλυκάνες, δηλαδή πεπτίδια και ολιγοσακχαριδικές αλυσίδες. Οι ολιγοσακχαριδικές αλυσίδες φέρουν εναλλαγή των αμινοσακχάρων Ν-ακετυλο-γλυκοζαμίνη (NAG) και του παραγώγου της με το 3-D-D-γαλακτικό οξύ (Ν-ακετυλο-μουραμικό οξύ, NAM). To ΝΑΜ φέρει ένα πενταπεπτίδιο, συνδε-δεμένο στο καρβοξύλιο του γαλακτικού οξέος. Ειδικά στον χρυσίζοντα σταφυλόκοκκο, η δομή του πενταπεπτιδίου είναι L-αλανίνη-D-γλουταμινικό-L-λυσίνη-D-αλανίνη-D-αλανίνη (L-ala-D-glu-L-lys-D-ala-D-ala). Από τον πολυμερισμό των πεπτιδογλυκανών, προκύπτουν τα μόρια μουρεΐνης που πε-ριβάλλουν την κυτταρική μεμβράνη των μικροβίων και σχηματίζουν επάλληλα στρώματα (μικροβια-κό τοίχωμα ή μικροβιακό έλυτρο).

Μεταφορά των δομικών μονάδων. Οι πεπτιδογλυκάνες είναι μόρια με μεγάλο βαθμό ιονι-σμού, οι οποίες συνδέονται με ειδικό λιπόφιλο φορέα προκειμένου να διέλθουν την κυτταρική μεμ-βράνη. Ο φορέας είναι ο Cs-πυροφωσφορικός εστέρας της ισοπρενοϊκής αλκοόλης (P-P-Css-λιπίδιο).

Κατμορίνικήτάσηνάδαδηλαπαραπαρέεπαν

τα πνταςτραναλανσκοπταίοτητη

φή εου μστιβειδικοποί

Σχήμρεύο(γ) Ανη” [(http

τά τη διέλευσίου. Ειδικά σής αλυσίδας ση) των πεπτιας στο δίκτυαδή του πολαμένει στην έμβαση του νεισέρχεται σ

Διασύνδπολυπεπτιδικς έτσι το συνσπεπτιδάσηνίνης της παπό αυτόν, η ο μόριο D-alaη ενέργεια γι

Οι διασυενός αρμονικμορίου. Υπολβάδες αλυσίδκά μεμβρανιία προστίθετ

μα 9.1. (α) Παονται από μόριΑναστολή της δ[Ιούλιος-Αύγο

p://www.chem

ση της μεμβστον σταφυλστη θέση L-lιδογλυκανώνο του μικροβλυμεριζόμενοεξωτερική εμη ειδικού εστο μικρόβιοδεση των πεκά τμήματα τυνεχές και αρης, το άκρο αρακείμενης DD-τρανσπ

a, το οποίο τεια την τρανσπυνδέσεις μετκού πλέγματολογίζεται ότιδων, με τελικικά ένζυμα ται νέο δομικ

αρακείμενα ποια του Ν-ακετυδιασύνδεσης τωουστος 2012], .uoa.gr/chemi

ράνης μπορελόκοκκο, οι μlys. Στην κυτν, το οποίο κβιακού τοιχώου μορίου πεεπιφάνεια τοενζύμου πυρο για να ξεκινεπτιδογλυκατων δομικώνρραγές πλέγτης πενταγδομικής μονεπτιδάση διαελικώς χάνετπεπτιδίωση (ταξύ των πεπος, το οποίο ι στο σταφυλκό μοριακό β(βλεννοπεπτκό υλικό κατά

ολυμερή πεπτιδυλο-μουραμικοων πεπτιδίων,Επιμέλεια ιστ

icals/chem_pe

187

εί να επισυμμετατροπές ατταρική μεμβκαταλύει την ώματος. Αυτεπτιδογλυκάνου μικροβίουροφωσφατάσνήσει νέο κύανικών αλυσν μονάδων υγμα του τοιχγλυκινικής ανάδας (από ασπά τον πεπται. Η διάσπ(Σχήμα 9.1).πτιδογλυκανιέχει τη δομιλόκοκκο μποβάρος μεγαλτιδικές υδρολά τη φάση το

δογλυκανών. (ού οξέος (ΝΑΜ, με την παρεμτοσελίδας: Καenicillin.htm)

μβούν μετατραυτές συνίστβράνη ευρίστελική αντίδό γίνεται σε νης. Με αυτυ και απελευθη των λιπιδίύκλο μεταφοσίδων. Στην υφίστανται πχώματος. Μεαλυσίδας ενώτη διπλανή πτιδικό δεσμαση του δεσ ικών αλυσίδική συνέχειαορεί να συνυπλύτερο του 1λάσες) δημιοου πολυμερισ

(β) ΔιασύνδεσΜ), με την κατμβολή του μορθηγητές Θ. Βα

ροπές στο πετανται σε προκεται το ένζυδραση ενσωμένα σημείο-τόν τον μηχαθερώνεται απων. Ο αποφωράς. εξωτερική επολλαπλές διε τη βοήθειαώνεται στο περιέλιξη τομό D-ala-D-aμού D-ala-D

ων προσδίδο και συμμετρπάρξουν μέχρ012. Όταν τοουργούν ρήγσμού.

ση αντικρυστώντάλυση του ενζίου της πενικιλαλαβανίδης κα

ενταπεπτιδικοσθήκη μιαςζυμο πολυμερμάτωσης της-αποδέκτη τηανισμό, η δοαπό τον φορέωσφορυλιωμ

επιφάνεια τοιασυνδέσεις,α μιας μεμβρπροτελευταου πολυμεροala και αποσ

D-ala παρέχει

ουν στο τοίχρία ενός τερχρι και δώδεκο μικρόβιο ανγματα στο τ

ν πενταπεπτιδζύμου DD-τραλλίνης. Από: αι Κ. Ευσταθίο

κό τμήμα τους πενταγλυκιράση (συνθες δομικής μοης μουρεΐνηςομική μονάδαέα της με τηνμένος φορέας

ου μικροβίου, δημιουργώρανικής DDαίο μόριο Dούς). Για τονσπά το τελευι την απαραί

χωμα τη μοράστιου ενιαίκα επάλληλεςναπτύσσεταιτοίχωμα, στα

ίων που εκπο-ανσπεπτιδάση.“Πενικιλλί-ου

υ ι-ε--ς, α ν ς

υ, ---ν -ί-

-ί-ς ι, α

-

εμπλκιλλθετικ

νης,μα 9στη σμα

στηνσυγκμικρπρόσαπαν

των GramσμωΩσττόσοσης λαθρπλήρρα δ

Σχήμντροβανίδ

Φάρμακλέκονται στηλίνη G, το πρκές πενικιλλ

Η πενικι με αποτέλεσ9.2). Η άθροδημιουργία την κυτταρό

Η μικρον επίκτητη ακαταλέγονταρόβια έχουν υσβαση της πντά σε αρκετ

Η αναστμικροβίων

m(+) μικρόβωτική πίεση στόσο, στη φυο μεγάλη πουτου μικροβίροβιούν σε κρως μετά τηνδεν διαθέτουν

μα 9.2. Αδρανυ του ενζύμουίδης και Κ. Ευ

κα που επιδη σύνθεση τορώτο αντιβιολίνες, όπως κιλλίνη G έχεσμα να ανασοιση επιμήκωενός χαλαροόλυση. οβιακή αντίσανάπτυξη ενζαι η πενικιλλυψηλό ποσοπενικιλλίνης τά Gram(-) μτολή της επκαι τα μεταβια ονομάζονστο περιβάλλυσιολογική ωυ καταλήγει ίου θα οδηγήκάποιο ευνοϊν απομάκρυνν γνήσια μικ

νοποίηση της Dυ. Από:“Πενικσταθίου (http:

ρούν στο μιου μικροβιακοτικό που χραι οι κεφαλοει στερεοχημιστέλλει κατάων αλυσίδωνού και αναπο

σταση στις πζύμων που εξλινάση (β-λαστό λιποσακστη μεμβρανμικρόβια. ιδιόρθωσης ατρέπει σε ενται «πρωτολον ευνοεί τηωσμωτική πίεσε κυτταρόλήσει πάλι σεκό μικροπερνση του αντικροβιακή αντ

DD-τρανσπεπτκιλλίνη” [Ιούλ://www.chem.u

188

ικροβιακό τοκού τοιχώμαρησιμοποιήθηοσπορίνες, δρμική δομή ανά τρόπο μη αν μουρεΐνης,οτελεσματικ

πενικιλλίνες ξουδετερώνοακταμάση) κκχαριδίων στνική DD-τρα

ή της ανάπτεξογκωμένεςοπλάστες» κη διατήρηση εση των ιστώλυση. Επίσηε κυτταρόλυσριβάλλον ονοιβιοτικού. Τατίσταση έναν

τιδάσης από τηλιος-Αύγουστοuoa.gr/chemic

οίχωμα. Η κατος οφείλεταηκε ευρύταταρουν με μηχαάλογη με το αντιστρεπτό τ, χωρίς τις μκού μικροβια

οφείλεται εουν τη δράσηκαι η αμιδάστο τοίχωμά τοανσπεπτιδάση

τυξης του τος σφαιρικές και για Gramαυτών των μ

ών του ανθρώης, η έναρξη ση. Οι πρωτομάζονται «εα επίμονα μιντι της πενικι

η σύνδεση τηςς 2012], Επιμcals/chem_pe

κατανόηση τωαι κατά ένα α στη θεραπανισμό παρόάκρο D-ala-το ένζυμο DDμεταξύ τους ακού τοιχώμα

είτε σε κάποη των αντιβιοση. Από την ους, με συνέη. Η φυσική

οιχώματος μμορφές, οι

m(-) «σφαιρομορφών σε κώπινου οργαντης διεργασίτοπλάστες καεπίμονα» μικκρόβια και τιλλίνης.

ς πενικιλλίνης σμέλεια ιστοσελίnicillin.htm)

ων βιοχημικμεγάλο μέροπευτική. Οι νόμοιο της πεν-D-ala της πεD-τρανσπεπδιασυνδέσειατος, με τελ

οια εγγενή ιοτικών. Στα ν άλλη πλευρέπεια να είναή αυτή μορφή

μεταβάλλει τοποίες προκ

οπλάστες». Ακατάσταση λνισμού, η διόίας της μιτωαι οι σφαιροκρόβια και αντα θυγατρικά

στη σερίνη τουίδας: Καθηγητ

ών οδών πουος στην πενινεότερες συννικιλλίνης Gεπτιδογλυκάτιδάση (Σχήις, καταλήγελικό αποτέλε

διότητα, είτεένζυμα αυτάρά, ορισμένααι δυσχερής ηή αντίστασης

την εμφάνισηκειμένου γιαΑυξημένη ωλαθροβίωσηςόγκωση είναωτικής διαίρεοπλάστες πουναλαμβάνουνά τους κύττα

υ ενεργού κέ-τές Θ. Βαλα-

υ ι--. --ει -

ε ά α η ς

η α -ς. αι -υ ν α-

189

Τα χημειοθεραπευτικά φάρμακα που παρεμβαίνουν στην πρωτεϊνοσύνθεση των μικροβίων (βλ. παρακάτω) συνήθως αναστέλλουν τις μεμβρανικές υδρολάσες, που είναι αναγκαίες για την επέ-κταση του τοιχώματος κατά την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό των μικροβίων. Επομένως, εάν τα φάρμακα αυτά συνδυασθούν με πενικιλλίνες, μπορεί να ευνοηθεί η εμφάνιση επίμονων μορφών μικροβίων.

Η κυκλοσερίνη παρουσιάζει προφανή χημική ομοιότητα με τη D-αλανίνη, εξαιτίας της ο-ποίας είναι σε θέση να αναστείλει τα ένζυμα ρακεμάση της αλανίνης και συνθετάση του διπεπτιδίου D-ala-D-ala. Με αυτόν τον τρόπο, παρεμποδίζεται ήδη σε πρώιμο στάδιο η σύνθεση των δομικών μονάδων του τοιχώματος. Η κυκλοσερίνη αντικαθιστά το φυσιολογικό υπόστρωμα των ενζύμων, με μηχανισμό συναγωνιστικού ανταγωνισμού. Μεγάλες συγκεντρώσεις D-αλανίνης παρεκτοπίζουν το φάρμακο από τα ενεργά κέντρα των ενζύμων. Έχει, μάλιστα διαπιστωθεί ότι ορισμένα μικρόβια ανα-πτύσσουν βιοχημικές οδούς παραγωγής D-αλανίνης και εξουδετερώνουν έτσι τη δράση της κυκλοσε-ρίνης (μηχανισμός ανάπτυξης μικροβιακής αντίστασης).

Η βακιτρακίνη είναι ειδικός αναστολέας του ενζύμου πυροφωσφατάση των λιπιδίων, επειδή συνδέεται εκλεκτικά με το φωσφολιπίδιο που λειτουργεί ως φορέας της πεπτιδογλυκάνης. Με αυτόν τον μηχανισμό, καταργείται η μεταφορά των δομικών μονάδων και σταματά η σύνθεση του μικροβι-ακού τοιχώματος. Εκτός από το τοίχωμα, η βακιτρακίνη φαίνεται ότι ασκεί κάποια δράση στη δομή της πλασματικής μεμβράνης, με συνέπεια την αποδιοργάνωσή της.

Η βανκομυκίνη, η τεϊκοπλανίνη και η ριστοσετίνη αναστέλλουν την πολυμεράση (συνθετά-ση) της πεπτιδογλυκάνης. Έχει διαπιστωθεί ότι σχηματίζουν σταθερά συμπλέγματα, σε αναλογία 1:1, με το πολυπεπτιδικό τμήμα της πεπτιδογλυκάνης και μεταβάλλουν έτσι τη χωροδιάταξη και τη βιο-χημική συμπεριφορά του μορίου της.

Με ανάλογο μηχανισμό δρα και η νοβοβιοκίνη, η οποία προκαλεί άθροιση των δομικών μο-νάδων, επειδή παρεμποδίζει την ενσωμάτωσή τους στο τοιχωματικό πολυμερές. Η νοβοβιοκίνη δημι-ουργεί επίσης χηλικά συμπλέγματα με ιόντα μαγνησίου, τα οποία είναι απαραίτητα για τη δράση της DD-τρανσπεπτιδάσης.

1.2.Επίδραση στη μικροβιακή μεμβράνη

Η μικροβιακή μεμβράνη έχει τα κοινά χαρακτηριστικά όλων των κυτταρικών μεμβρανών (εί-ναι ημιδιαπερατή, με πρωτεϊνολιποειδική σύσταση) και παρεμβάλλεται ανάμεσα στο κυτταρόπλασμα και το μικροβιακό τοίχωμα. Από φυσιολογική άποψη, η μεμβράνη διαδραματίζει σημαντικό ρόλο κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και των μιτωτικών διαιρέσεων του μικροβίου, ενώ παράλληλα δια-τηρεί την ομοιοστασία του κυτταροπλάσματος. Επίσης, περιέχει πολλά ένζυμα με ουσιαστική συμμε-τοχή στον διάμεσο μεταβολισμό και στη σύνθεση του μικροβιακού τοιχώματος.

Στη μικροβιακή μεμβράνη επιδρούν φάρμακα που αποδιοργανώνουν τη φυσιολογική δομή και λειτουργία των πρωτεϊνικών και λιποειδικών στιβάδων. Ορισμένα φάρμακα ασκούν εκλεκτική επίδραση σε ένζυμα, φορείς, ή άλλα λειτουργικά μεγαλομόρια της μεμβράνης.

Αποδιοργάνωση της δομής της μεμβράνης (χαοτρόπος δράση) προκύπτει με τις επιφανειο-δραστικές ουσίες, τα πολυπεπτιδικά αντιβιοτικά και τα πολυενικά αντιβιοτικά. Συνήθως, πρόκειται για μόρια με σαφή υδρόφιλα και υδρόφοβα άκρα, τα οποία παρεμβαίνουν στη δομική απαρτίωση της μεμβράνης. Η καθήλωση των ουσιών αυτών ανάμεσα στις λιποπρωτεΐνες επηρεάζει τους μηχανι-σμούς ενεργητικής μεταφοράς θρεπτικών συστατικών ή ηλεκτρολυτών, με σοβαρές συνέπειες στην ομοιοστασία του μικροβίου, οι οποίες συνήθως καταλήγουν σε κυτταρόλυση. Με αυτόν τον μηχανι-σμό, δρουν κυρίως οι κατιοντικές επιφανειοδραστικές ουσίες (αντισηπτικά του τύπου του βενζαλκό-νιου, μεθυλοβενζαιθόνιου και του κετυλοπυριδίνιου), οι οποίες φέρουν στο μόριό τους ένα ηλεκτρο-θετικό υδρόφιλο τμήμα με δομή τεταρτοταγούς αμμωνίου και ένα υδρόφοβο τμήμα που είναι κάποια αλειφατική αλυσίδα ή ένας αλκυλιωμένος βενζολικός δακτύλιος. Οι ανιοντικές επιφανειοδραστικές ουσίες (αντισηπτικά του τύπου του λαουροθειϊκού νατρίου ή των φαινολών) φέρουν ένα ηλεκτραρνη-τικό υδρόφιλο τμήμα (καρβοξυλική, θειική, σουλφονική ή φωσφορική ομάδα) και ένα υδρόφοβο τμήμα παρόμοιο με των κατιοντικών επιφανειοδραστικών ουσιών.

λιπόεπιφαπό κροβ

κούςξικόρο φΑΤΡλειτ

μορφμεμβ

1.3.

που ρυωφάρταρα

Τα πολυόφοβες ομάδεφανειακά μεγτον βαθμό εβιοκτόνος δρ

Λειτουρς μηχανισμοότητα δεν μπφάρμακο αυτΡ:άση. Η έλλουργία της α

Οι αντιμφολογία και βράνης (βλ. π

.Αναστολή

Η χρήσηεμπλέκοντα

ωτικών κυττάμακα χρήσιμα έχουν αποδ

υπεπτιδικά αες και δρουνγαλομόρια ποελεύθερης πρράση τους είν

Σχήμα

ργία της μεμούς της μεμβπορούν να χρτής της ομάδλειψη ενέργεαντλίας ιόντωμυκητικές ιμι τη φυσιολοπαρακάτω).

ή της μικρ

η διαφόρων αι στη διαδικάρων. Η εκλμα στις λοιμώδειχθεί χρήσι

αντιβιοτικά (πν όπως και οιου φέρουν φροσπέλασης ναι ευθέως α

9.3. Μηχανισμ

μβράνης. Ποράνης, ή αλλρησιμοποιηθοας είναι το αειας, παρεμπων Na+. μιδαζόλες (μογία των μυκ

ροβιακής π

ουσιών έχει κασία της πρλεκτική επίδώξεις. Επί πλιμα φάρμακα

190

πολυμυξίνη ι επιφανειοδρωσφορικές οτων πρωτεϊν

ανάλογη προ

μοί δράσης τω

ολλά αντιμικλοιώνουν τηούν για συσταντισηπτικό ποδίζει αφενό

μικοναζόλη, κήτων, επειδ

πρωτεϊνοσ

συμβάλλει σρωτεϊνοσύνθεδραση στη μλέον, οι ουσα σε αρκετές

Β, κολιστίνηραστικές ουσομάδες. Η ευνικών αυτώνς τη συγκέντ

ων αντιμικροβι

κροβιακά φά διαβατότηττηματική χορχλωρεξιδίνηός την ανάπτ

κλοτριμαζόδή αναστέλλο

ύνθεσης

σημαντικά σεσης των μικμικροβιακή πίες εκείνες πς περιπτώσεις

η, τυροσιδίνησίες, συνδεόμαισθησία των μορίων προτρωσή τους.

ιακών φαρμάκ

άρμακα επιδρά της, αλλά ρήγηση στον, το οποίο αντυξη των μικ

λη, κετοκονουν τη βιοσύ

στην κατανόηκροοργανισμπρωτεϊνοσύνπου επηρεάζος κακοήθων ν

η) περιέχουνμενες στοιχεων μικροβίωνος τη μεμβρά

κων.

ρούν σε ειδιεπειδή έχουνν άνθρωπο. Τναστέλλει τηκροβίων και

ναζόλη) μεταύνθεση των

ηση πολλώνμών, αλλά κνθεση καθισουν τα ευκαρνεοπλασιών

ν λιπόφιλες ήειομετρικά μεν καθορίζεταάνη και η μι

ικούς ενζυμιν μεγάλη τοΤο γνωστότεη μεμβρανικήαφετέρου τη

αβάλλουν τηλιπιδίων της

μηχανισμώναι των ευκαστά ορισμέναρυωτικά κύτ.

ή ε αι ι-

ι--ε-ή η

η ς

ν -α -

191

Η έναρξη της πρωτεϊνοσύνθεσης απαιτεί τρεις διαφορετικούς πρωτεϊνικούς παράγοντες (F1, F2, F3), δύο ριβοσωμιακές υπομονάδες (30S 50S), καθώς και δύο διαφορετικές μορφές RNA. H 50S υπομονάδα συνδέεται με mRNA και με φορμυλο-μεθειονυλο-tRNA (f-met-tRNA), το οποίο ενώνεται στη θέση P (σημείο πεπτιδικού δότη). Η προσθήκη μιας υπομονάδας 50S συμπληρώνει το 70S ριβο-σωμάτιο.

Η δημιουργία και επιμήκυνση της πεπτιδικής αλυσίδας ξεκινά από το σημείο Α (αμινο-ακετυλο αποδέκτης) στο οποίο συνδέεται το αμινο-ακετυλο-tRNA που αντιστοιχεί στο πρώτο κωδι-κόνιο (τριπλέτα) του mRNA. Η σύνδεση απαιτεί ενέργεια, η οποία προέρχεται από GTP και τον φο-ρέα TF1. Το σύμπλεγμα αμινοακετυλο-tRNA-GTP αποδίδει το αμινο-ακετυλο-tRNA στο σημείο Α, απελευθερώνοντας το σύμπλεγμα TF1-GTP και φωσφόρο. Κατόπιν, με τη μεσολάβηση του ενζύμου πεπτιδυλική τρανσφεράση, η φορμυλο-μεθειονίνη μεταφέρεται στο σημείο Α από το σημείο Ρ. Η πε-πτιδυλική τρανσφεράση είναι ριβοσωμιακό ένζυμο (50S) και καταλύει τη δημιουργία πεπτιδικού δε-σμού ανάμεσα στο σχηματιζόμενο πεπτίδιο (σημείο Ρ) και το αμινο-ακετυλο-tRNA (σημείο Α). Η αντίδραση αυτή έχει ως αποτέλεσμα την επιμήκυνση της πολυπεπτιδικής αλυσίδας στο καρβοξυλικό άκρο της, με την προσθήκη ενός ακόμη αμινοξέος. Μετά τη δημιουργία του πεπτιδικού δεσμού, το f-met-αμινο-ακετυλο-tRNA μετατίθεται στο σημείο Ρ, παρεκτοπίζοντας το tRNA έναρξης που έχει ήδη δώσει το φορτίο του. Το σημείο Α παραμένει ελεύθερο για τη σύνδεση νέου μορίου αμινο-ακετυλο-tRNA, πάνω στο οποίο μετατοπίζεται το ριβοσωμάτιο.

Η πουρομυκίνη, ένα κυτταροστατικό φάρμακο, λειτουργεί ως ανάλογο του αμινο-ακετυλο-tRNA και δίνει την «αντίδραση πουρομυκίνης». Συνδεόμενη στο σημείο Α με ιδιαίτερα χαλαρό τρό-πο, η πουρομυκίνη δέχεται τον πεπτιδικό δεσμό από το σημείο Ρ και μεταπίπτει σε πεπτιδυλο-πουρομυκίνη, η οποία αμέσως μετά απομακρύνεται από το ριβοσωμάτιο διακόπτοντας την πορεία της πρωτεϊνοσύνθεσης. Το πεπτιδυλικό παράγωγο είναι δυνατόν να μετρηθεί με ακρίβεια, και έτσι η «α-ντίδραση πουρομυκίνης» χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του ρυθμού πρωτεϊνοσύνθεσης.

Η ολοκλήρωση της πρωτεϊνοσύνθεσης επέρχεται αφού έχει μεταφρασθεί και το τελευταίο κωδικόνιο του mRNA. Η πεπτιδυλική τρανσφεράση ενέχεται στην τελική απελευθέρωση από τα ρι-βοσωμάτια της πρωτεΐνης που μόλις έχει συντεθεί. Μετά από αυτό, οι υπομονάδες 30S και 50S απο-χωρίζονται, μέχρι την επόμενη σύνδεση ενός νέου mRNA.

Εκτός από την πουρομυκίνη, αρκετά άλλα φάρμακα επηρεάζουν τη μικροβιακή πρωτεϊνο-σύνθεση.

Η χλωραμφενικόλη συνδέεται με τη ριβοσωμιακή υπομονάδα 50S, σχεδόν κατά τρόπο στοι-χειομετρικό, και αναστέλλει τον σχηματισμό νέων πεπτιδικών δεσμών. Επίσης, το φάρμακο αυτό πα-ρεμποδίζει τη σύνδεση του mRNA στην υπομονάδα 30S, ενώ υπάρχουν ενδείξεις ότι αναστέλλει και την πεπτιδυλική τρανσφεράση, παρεμβαίνοντας έτσι στην τελική αποδέσμευση του σχηματισμένου πεπτιδίου από το σημείο Ρ.

Τα αμινογλυκοσιδικά αντιβιοτικά (στρεπτομυκίνη, καναμυκίνη, γενταμικίνη, κ.ά.) αντιδρούν με το σημείο Α και σταματούν την επιμήκυνση της πεπτιδικής αλυσίδας. Επί πλέον, εμποδίζουν την πρόσβαση του αμινο-ακετυλο-tRNA στα κωδικόνια του mRNA.

Η ερυθρομυκίνη και τα συναφή αντιβιοτικά συνδέονται στην υπομονάδα 50S και αναστέλ-λουν τη μετατόπιση από το σημείο Α στο σημείο Ρ. Επιπροσθέτως, παρεμποδίζουν την πρόσβαση του αμινο-ακετυλο-tRNA στα κωδικόνια του mRNA.

Η λινκομυκίνη και η κλινδαμυκίνη αναστέλλουν το ένζυμο πεπτιδυλική τρανσφεράση. Οι τετρακυκλίνες ασκούν πολλαπλές επιδράσεις στη μικροβιακή πρωτεϊνοσύνθεση. Επειδή

είναι ισχυρές χηλικές ενώσεις, δεσμεύουν ιόντα ασβεστίου, σιδήρου και μαγνησίου, τα οποία συμμε-τέχουν ως συνένζυμα σε ποικίλες αντιδράσεις. Επίσης, οι τετρακυκλίνες παρεμποδίζουν τη σύνδεση του αμινο-ακετυλο-tRNA με το mRNA και αδρανοποιούν επίσης το σημείο Α.

Το φουσιδικό οξύ παρουσιάζει όμοια δράση με την ερυθρομυκίνη, δεδομένου ότι αναστέλλει τη μετατόπιση από το σημείο Α στο σημείο Ρ. Επίσης, καθυστερεί την τελική αποδέσμευση του πο-λυπεπτιδίου από το σημείο Ρ. Ο πιθανολογούμενος μηχανισμός είναι η αναστολή του ενζύμου GTP:άση, το οποίο είναι απαραίτητο στις διεργασίες αυτές για την προσφορά ενέργειας από το GTP (Σχήμα 9.3).

192

1.4.Επίδραση στο γενετικό υλικό των μικροβίων

Αναστολείς της σύνθεσης και χρήσης νουκλεοτιδίων. Οι πουρίνες και οι πυριμιδίνες απαι-τούν για τη σύνθεσή τους τετραϋδροφυλλικό οξύ, το οποίο λειτουργεί ως δότης μονανθρακικών μο-νάδων. Το τετραϋδροφυλλικό οξύ προκύπτει από το διϋδροφυλλικό οξύ με τη μεσολάβηση μιας ειδι-κής αναγωγάσης. Οι διαμινο-πυριμιδίνες (τριμεθοπρίμη και πυριμεθαμίνη) αναστέλλουν το ένζυμο αναγωγάση του διϋδροφυλλικού οξέος των μικροοργανισμών, ενώ ελάχιστα επηρεάζουν το αντίστοι-χο ένζυμο των ευκαρυωτικών κυττάρων. Η εκλεκτική αυτή δράση αποδίδεται είτε σε περιορισμένη είσοδο αυτών των ουσιών στα ευκαρυωτικά κύτταρα, είτε σε περιορισμένη χημική συγγένεια προς το ένζυμο των θηλαστικών. Ειδικότερα, η τριμεθοπρίμη έχει μεγάλη χημική συγγένεια προς τη διϋδρο-φυλλική αναγωγάση όλων των μικροοργανισμών, ενώ η πυριμεθαμίνη αναστέλλει κυρίως το ένζυμο των πρωτοζώων (για τον λόγο αυτόν, χρησιμοποιείται κατά του πλασμωδίου της ελονοσίας).

Οι αντιμεταβολίτες του φυλλικού οξέος μεθοτρεξάτη και αμινοπτερίνη αναστέλλουν το έν-ζυμο διαφόρων μικροοργανισμών in vitro, μετά από ομογενοποίηση, αλλά δεν έχουν σχεδόν κανένα αποτέλεσμα in vivo επειδή δεν εισέρχονται στα μικροβιακά ή πρωτοζωϊκά κύτταρα. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα διαθέτουν ειδικό μεμβρανικό σύστημα ενεργητικής μεταφοράς για το φυλλικό οξύ, με το οποίο μεταφέρονται επίσης η μεθοτρεξάτη και η αμινοπτερίνη. Έτσι, οι ουσίες αυτές χρησιμοποιού-νται ως κυτταροστατικά φάρμακα.

Η 6-μερκαπτοπουρίνη (6-ΜΡ) και η αζαθειοπρίνη (η οποία μετατρέπεται in vivo σε 6-ΜΡ με μη ενζυμική θειόλυση) μεταβολίζονται προς 6-θειο-ινοσινικό οξύ, το οποίο έχει παρόμοια δομή με τα νουκλεοτίδια. Με τον μηχανισμό αυτό, αναστέλλεται ο μεταβολισμός των πουρινών και των πυριμι-δινών.

Η 5-φθοριοουρακίλη και η 5-φθοριο-δεοξυουριδίνη μεταβολίζονται σε 5-φθοριο-δεοξυ-UMP και αναστέλλουν τη συνθετάση του θυμιδυλικού οξέος, δηλαδή το ένζυμο που ευθύνεται για τη σύν-θεση της θυμίνης. Οι ουσίες 5-βρωμο-δεοξυουριδίνη και 5-ιωδο-δεοξυουριδίνη αντικαθιστούν τα φυ-σικά νουκλεοτίδια της θυμίνης στη διπλή έλικα του DNA. Το αραβινοσίδιο της κυτοσίνης (κυταραβί-νη) αντικαθιστά τα φυσικά νουκλεοτίδια της κυτοσίνης. Επειδή οι παραπάνω ουσίες παρουσιάζουν μεγάλη τοξικότητα, χρησιμοποιούνται μόνον ως φάρμακα κατά του καρκίνου. Η 5-ιωδο-δεοξυουριδίνη (ιδοξουριδίνη) έχει χρησιμοποιηθεί και ως ιοστατικό.

Αναστολείς του αναδιπλασιασμού του DNA. Το ναλιδιξικό και το οξολινικό οξύ παρεμπο-δίζουν τη σύνθεση του DNA, επειδή αναστέλλουν την πολυμεράση του DNA. Γενικά, τα φάρμακα αυτά εμφανίζουν παράδοξη δράση, δεδομένου ότι έχουν ισχυρό αρνητικό φορτίο, το οποίο θεωρητικά τουλάχιστον θα απέτρεπε τη σύνδεσή τους με το επίσης ηλεκτραρνητικό DNΑ. Ανάλογη δράση απο-δίδεται στα φάρμακα ακυκλοβίρη, αραβινοσίδιο της αδενίνης, αραβινοσίδιο της κυτοσίνης και νοβο-βιοκίνη.

Οι κινολόνες, που είναι παράγωγα του ναλιδιξικού οξέος με κυριότερο εκπρόσωπο τη σιπρο-φλοξασίνη, αναστέλλουν τα ένζυμα γυράση του DNA και μικροβιακή τοποϊσομεράση ΙV, τα οποία εισάγουν στο DNA μια αρνητική αγκύλη περιέλιξης, αφού προηγουμένως δημιουργήσουν παροδική ρήξη των δύο αλυσίδων. Με αυτόν τον μηχανισμό, αποφεύγονται οι υπερπεριελίξεις της διπλής αλυ-σίδας του κυκλικού DNA των μικροβίων, οι οποίες δημιουργούν εμπόδια κατά τον αποχωρισμό των δύο αλυσίδων για τις λειτουργίες του αναδιπλασιασμού του DNA και της μεταγραφής σε RNA.

Η γυράση του DNA απαντά μόνον στα μικρόβια. Στα ευκαρυωτικά κύτταρα υπάρχει η τοπο-ϊσομεράση ΙΙ, η οποία επιτελεί παρόμοια λειτουργία με την τοποϊσομεράση IV των μικροβίων. Οι κινολόνες μπορούν να αναστείλουν το ευκαρυωτικό ένζυμο, αλλά σε ιδιαίτερα υψηλές συγκεντρώ-σεις που δεν εφαρμόζονται σε μια αντιμικροβιακή θεραπεία. Με αναστολή της μικροβιακής γυράσης του DNA δρα και το αντιβιοτικό νοβοβιοκίνη. Ωστόσο, οι μηχανισμοί δράσης της σιπροφλοξασίνης και της νοβοβιοκίνης δεν είναι πανομοιότυποι, δεδομένου ότι συνδέονται με διαφορετικές υπομονά-δες του ενζύμου.

στολτων ένζυέχει οποί

μεταπλασηλεκ«σταση τφάρμε ομεσοτου αντιδεν μόνοστη

στο προφμινικμεμβδή δτων

Αναστολέας της μικευκαρυωτικυμο και εμποδιαπιστωθείία δεν συνδέ

Μεταβοαβάλλουν τησιασμού. Η κτροστατικέςαυροδεσμοί»του βασικού μακα κινακρουσίες που δοδιάστημα τυπερίτη, κ.άιμικροβιακά.μπορεί πλέονο από τις δύδομή της φω

Η μετροDNA. Συγκφάρμακο. Μκό παράγωγοβρανικές δομδομή του DNλειτουργιών

Σχήμ

λείς της πολκροβιακής DNκών κυττάρωοδίζει την ένί ότι ορισμένέεται με το φάολή της χωρη δομή του κσύνδεση τως δυνάμεις, ». Οι παρεμβφωσφοδιεστρίνη, κινίνη, ιαθέτουν κατων δύο ελίκά.) δρουν με Η διπλή αλν να χρησιμούο έλικες πρωσφοδιεστερονιδαζόλη κακεκριμένα, ηΜετά από αναο που διαθέτμές του κυττNA, να προκν του.

μα 9.4. Μηχαν

λυμεράσης τNA-εξαρτώμ

ων δεν επηρεάναρξη της σύνοι μικροοράρμακο. οδιάταξης τκαι επηρεάζοων φαρμάκωνδημιουργεί σβολές ανάμεστερικού σκελχλωροκίνη, τάλληλα φορκων του DNAαυτόν τον τ

λκυλίωση τωοποιηθεί ως ροκαλούν η μρικής έλικας (αταστρέφει τη μετρονιδαζαγωγή μέσα τει μεγάλη βάρου. Στα μικαλέσει ρήξη

193

νισμοί ανάπτυ

του RNA. Ημενης πολυμάζεται από αύνθεσης RNργανισμοί πα

του DNA. Πουν σημαντικν με ομοιοποσυμπλέγματασα σε δύο αλετού της διλουκανθόνηρτισμένα άκA. Οι μιτομτρόπο, αλλάων ελίκων οδμήτρα μεταγμπλεομυκίνη(μεταξύ γειττα αναερόβιαζόλη είναι μστο μικροβιβιοδραστικότικρόβια και η των αλυσίδ

υξης μικροβιακ

Η ριφαμπικίνμεράσης του αυτό το φάρμ

NA από τη μαράγουν μια

ολλά φάρμακά τις λειτουολικούς και α με το DNAλλεπάλληλαιπλής έλικας.η και ακτινομκρα, σε μεταξμυκίνες και τ

είναι πολύ δηγεί σε μαζγραφής ή αναη και τα νιτρτονικών μορία μικρόβια μμια νιτροϊμιδακό κυτταρότητα και προτα πρωτόζωαδων και να π

κής αντίσταση

νη είναι ο ισRNA. Αντίθμακο. Η ριφαεταγραφή τοανθεκτική π

κα αντιδρούνργίες της μεετεροπολικο

A που ονομάζεύγη βάσε

. Με τον μηχμυκίνη. Οι στξύ τους απόστα αλκυλιωτιτοξικά και δική καταστραδιπλασιασμροφουράνια,ων δεοξυριβε έναν μηχανδαζόλη, η οπόπλασμα, μετκαλεί βλάβεα, μπορεί ναπεριορίσει έτ

ης

σχυρότερος γθετα, το ανάαμπικίνη συνου DNA. Παπολυμεράση

ύν απ’ευθείαςεταγραφής καούς δεσμούςάζονται «παεων προκαλοχανισμό αυτταυροδεσμοίσταση περίπικά φάρμακαδεν χρησιμοπροφή του DNμού. Ρήξη ή δ, τα οποία πβόζης). ανισμό που αποία συμπερτατρέπεται σες σε μεγαλοα καταργήσειτσι σημαντικ

γνωστός αναάλογο ένζυμονδέεται με τοαρ’όλα αυτάτου RNA, η

ς με το DNAαι του αναδις, ή με απλέςαρεμβολές» ήούν στρέβλωτόν, δρουν ταί προκύπτουνπου ίση με τοα (παράγωγαποιούνται ωςNA, το οποίοδιάνοιξη μιαςπαρεμβαίνουν

αφορά κυρίωςριφέρεται ωςσε υδροξυλαομόρια και σει την ελικοεικά το σύνολο

α-ο ο ά, η

A, ι-ς ή -α ν ο α ς ο ς ν

ς ς α-ε ι-ο

194

1.5.Αναστολή του διάμεσου μεταβολισμού των μικροβίων

Πολλά φάρμακα επιδρούν στον διάμεσο μεταβολισμό των μικροβίων, χωρίς να είναι ακριβώς γνωστός ο μηχανισμός δράσης τους. Eξαίρεση αποτελούν οι σουλφοναμίδες, οι οποίες παρεμποδί-ζουν τη λειτουργία του φυλλικού οξέος. Όπως ήδη αναφέρθηκε, τα μικρόβια απαιτούν διϋδροφυλλικό οξύ για τη σύνθεση νουκλεοτιδίων. Σε αντίθεση όμως με τα ευκαρυωτικά κύτταρα, διαθέτουν τον βιοχημικό μηχανισμό για τη σύνθεση διϋδροφυλλικού οξέος. Με άλλα λόγια, το φυλλικό οξύ, δεν αποτελεί βιταμίνη για τα μικρόβια, ενώ είναι βιταμίνη για τον άνθρωπο, ο οποίος αδυνατεί να το συν-θέσει. Το διϋδροφυλλικό οξύ συντίθεται, με τη βοήθεια μιας ειδικής συνθετάσης, από γλουταμινικό οξύ, π-αμινοβενζοϊκό οξύ (ΡΑΒΑ) και πτεριδίνη. Οι σουλφοναμίδες παρουσιάζουν μεγάλη χημική ομοιότητα με το ΡΑΒΑ, γεγονός που τους επιτρέπει να συνδέονται με τη συνθετάση, οπότε είτε ανα-στέλλουν την αντίδραση, είτε οδηγούν στη σύνθεση βιολογικώς αδρανούς διϋδροφυλλικού οξέος. Σημειωτέον ότι οι σουλφοναμίδες, έχουν μηδαμινή χημική συγγένεια προς τη συνθετάση και επομέ-νως δεν αποτελούν καλό υπόστρωμα. Αρκούν λίγα μόνον μόρια ΡΑΒΑ, για την απρόσκοπτη πορεία της φυσιολογικής ενζυμικής αντίδρασης. Για τον λόγο αυτόν, οι σουλφοναμίδες χορηγούνται σε σχε-τικά μεγάλες δόσεις και μόνον ως μικροβιοστατικά φάρμακα. Επειδή τα μικρόβια διαθέτουν αρκετά αποθέματα προδρόμων ουσιών για τη σύνθεση διϋδροφυλλικού οξέος, η δράση των σουλφοναμιδών θα εμφανισθεί μετά από κάποιο λανθάνοντα χρόνο. Ο συνδυασμός, όμως, σουλφοναμιδών με φάρμα-κα που αναστέλλουν την αναγωγάση του διϋδροφυλλικού οξέος (τριμεθοπρίμη ή πυριμεθαμίνη) δη-μιουργεί συνθήκες δυναμικής συνέργειας, παρεμποδίζοντας αποτελεσματικά τη σύνθεση και την αξι-οποίηση του διϋδροφυλλικού οξέος από τα μικρόβια.

2.Αντιμυκητικά φάρμακα

2.1.Επίδραση στη δομή και τη λειτουργία της μεμβράνης των μυκήτων

Πολυενικά αντιμυκητικά (Νυστατίνη και Αμφοτερικίνη Β). Τα πολυενικά αντιμυκητικά φάρμακα έχουν ένα άκαμπτο υδρόφοβο τμήμα (πολυένιο) και ένα εύκαμπτο υδρόφιλο υδροξυλιωμέ-νο άκρο. Συνδέονται εκλεκτικά με τις στερόλες της λιπιδικής στιβάδας, δημιουργούν οπές στην κυτ-ταρική μεμβράνη και οδηγούν, έτσι, σε κυτταρόλυση. Η αποτελεσματικότητα των πολυενικών ενώ-σεων είναι ευθέως ανάλογη προς το πηλίκο στερόλες/φωσφολιπίδια. Έχει, επίσης, διαπιστωθεί ότι αναστέλλουν διαφόρους μεμβρανικούς μηχανισμούς μεταφοράς. Η νυστατίνη, π.χ., εξουδετερώνει τον φορέα της γλυκίνης, σε συγκεντρώσεις σαφώς μικρότερες εκείνων που θα προκαλούσαν κατα-στροφή της μεμβράνης. Τα φάρμακα αυτά δρουν εκλεκτικά στους μύκητες, επειδή η μεμβράνη τους είναι ιδιαίτερα πλούσια σε εργοστερόλη.

Ιμιδαζόλες (Κετοκοναζόλη, Ποσακοναζόλη, Κλοτριμαζόλη, Μικοναζόλη). Οι ουσίες αυ-τές αναστέλλουν τη 14-α-απομεθυλάση της λανοστερόλης (ένα ένζυμο της οικογένειας των κυτο-χρωμάτων P-450), η οποία μετατρέπει τη λανοστερόλη σε εργοστερόλη. Η μετατροπή αυτή μεταβάλ-λει τη δομή της κυτταρικής μεμβράνης και αυξάνει τη διαβατότητα του κυτταρικού τοιχώματος. Πα-ράλληλα, η συσσώρευση των πρόδρομων ουσιών της εργοστερόλης ελαττώνει την ικανότητα ανά-πτυξης του κυττάρου. Τα φάρμακα αυτά (κυρίως η κετοκοναζόλη) μπορεί να αναστείλουν τα ηπατικά κυτοχρώματα P-450 του ανθρώπου και να προκαλέσουν φαρμακοκινητικές αλληλεπιδράσεις από την παρεμπόδιση του μεταβολισμού άλλων φαρμάκων.

Τριαζόλες (Βορικοναζόλη, Ιτρακοναζόλη, Φλουκοναζόλη). Τα φάρμακα αυτής της ομάδας έχουν παρόμοιο μηχανισμό δράσης με τις ιμιδαζόλες.

Αλλυλαμίνες (Ναφτιφίνη, Τερβιναφίνη). Οι ουσίες αυτές αναστέλλουν τη 2,3-εποξειδάση του σκουαλενίου, ένα ένζυμο που μετατρέπει το σκουαλένιο σε εργοστερόλη. Συνεπώς, παρεμποδί-ζουν τη σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος. Παράλληλα, η ενδοκυτταρική συσσώρευση του σκου-αλενίου λειτουργεί κυτταροτοξικά.

195

Εχινοκανδίνες (Κασποφουγκίνη, Μυκαφουγκίνη). Είναι ημισυνθετικά παράγωγα της φυ-σικής εχινοκανδίνης Β, η οποία αποτελεί φυσικό προϊόν του Aspergillus nidulans. Αποτελούνται από ένα δακτύλιο έξι αμινοξέων και μια λιποφιλική πλευρική αλυσίδα. Οι ενώσεις αυτές αναστέλλουν τη σύνθεση της 1,3-β-γλυκάνης, η οποία είναι το κυριότερο δομικό πολυμερές του κυτταρικού τοιχώμα-τος των μυκήτων, αλλά λείπει τελείως από τα κύτταρα των θηλαστικών. Η έλλειψη της 1,3-β-γλυκάνης έχει ως αποτέλεσμα την αδυναμία συνοχής των μυκητικών υφών, η οποία οδηγεί σε κυττα-ρόλυση.

2.2.Επίδραση στον πολλαπλασιασμό των μυκήτων

Φθοριοκυτοσίνη (ή Φλουοκυτοσίνη). Πρόκειται για προφάρμακο της 5-φθοριοουρακίλης

(5-FU). Η δράση της φθοριοκυτοσίνης είναι εκλεκτική για τα μυκητικά κύτταρα των ειδών Candida, Aspergillus και Cryptococcus, επειδή διαθέτουν το ένζυμο απαμινάση της κυτοσίνης η οποία μετα-τρέπει τη φθοριοκυτοσίνη σε 5-φθοριοουρακίλη. Η 5-φθοριοουρακίλη που προκύπτει με αυτόν τον μηχανισμό στα εν λόγω κύτταρα δρα ως αντιμεταβολίτης και ανταγωνίζεται την ενσωμάτωση της ουρακίλης στο RNA. Παράλληλα, μεταβολίζεται σε ενώσεις που ανταγωνίζονται ορισμένα από τα απαραίτητα ένζυμα για τη βιοσύνθεση του DNA.

Γκριζεοφουλβίνη. Στα δερματόφυτα (Microsporum, Epidermophyton και Trichophyton), η γκριζεοφουλβίνη αναστέλλει τον πολυμερισμό των πρωτεϊνών των μικροσωληνίσκων, με συνέπεια να παρεμποδίζει τη διαδικασία της μίτωσης. Η γκριζεοφουλβίνη απορροφάται από το πεπτικό σύστη-μα, όμως εμφανίζει εκλεκτική κατανομή στο δέρμα και τους όνυχες.

3.Αντιπρωτοζωικά φάρμακα

3.1.Πλασμώδια της ελονοσίας

Κινίνη, Μεφλοκίνη, Χλωροκίνη, Υδροξυχλωροκίνη. Πρόκειται για παράγωγα της κινολί-νης που προσβάλλουν τις ερυθροκυτταρικές μορφές των πλασμωδίων της ελονοσίας.

Επειδή είναι ασθενείς βάσεις, αθροίζονται εκλεκτικά στο όξινο περιβάλλον των κενοτοπίων, όπου αναστέλλουν το ένζυμο πολυμεράση της αίμης. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, το ένζυμο αυτό ενσωματώνει την αίμη σε μια αδρανή χρωστική ουσία του πλασμωδίου. Έτσι, η αίμη που προκύπτει από την αποδόμηση της αιμοσφαιρίνης συσσωρεύεται στα κενοτόποια και τελικώς οδηγεί στην κατα-στροφή των πλασμωδίων. Δεν είναι απολύτως σαφές εάν η τοξική αυτή δράση οφείλεται στην αίμη ή στα σύμπλοκα της αίμης με τα κινολινικά αυτά παράγωγα.

Πριμακίνη. Αν και παρόμοιας χημικής δομής με τα προηγούμενα φάρμακα (κινολίνη), η πριμακίνη επηρεάζει μόνο τα πλασμώδια που έχουν εγκατασταθεί στα ηπατοκύτταρα. Ως πιθανότε-ρος μηχανισμός δράσης θεωρείται η αναστολή της μιτοχονδριακής αναπνοής.

Αρτεμισινίνη. Περιέχει υπεροξειδικούς δεσμούς τους οποίους διασπά η αίμη, με αποτέλεσμα την απελευθέρωση τοξικών ριζών. Η σύνδεση αυτών των βιοδραστικών μορίων με λειτουργικές πρω-τεΐνες των πλασμωδίων οδηγεί σε κυτταρικό θάνατο.

Προγουανίλη, Κυκλογουανίλη και Πυριμεθαμίνη. Προκαλούν εκλεκτική αναστολή της αναγωγάσης του διυδροφυλλικού οξέος, με αποτέλεσμα να μην είναι εφικτή η αξιοποίηση του φυλλι-κού οξέος σε πολύ σημαντικά βιοσυνθετικά μονοπάτια των πλασμωδίων. Η δράση αυτή αφορά τόσο στα προερυθροκυτταρικά (ηπατικά) όσο και στα ερυθροκυτταρικά πλασμώδια.

3.2.Άλλα πρωτόζωα

Ατοβακουόνη. Χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση των πρωτοζώων Pneumonocystis ca-rinii, Toxoplasma gondii, Plasmodium malariae, Entamoeba histolytica και Trichomonas vaginalis.

Ειδικά για την Pneumonocystis carinii, φαίνεται ότι παρεμβαίνει στη σύνθεση του DNA ε-πειδή παρεμποδίζει την αξιοποίηση πρόδρομων μορφών των πυριμιδινών.

196

Πενταμιδίνη. Η πενταμιδίνη εισέρχεται στα πρωτόζωα, όπου αναστέλλει τη σύνθεση του DNA, τη ριβοσωμιακή πρωτεϊνοσύνθεση και τη βιοσύνθεση φωσφολιπιδίων. Χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση των πρωτοζώων Pneumonocystis carinii, Leishmania donovanii και Trypanosoma gambiense.

Στιβογλυκονικό νάτριο. Χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση σπλαχνικών λοιμώξεων από Leishmania donovanii. Πρόκειται για ένα οργανικό παράγωγο του πεντασθενούς αντιμόνιου, το οποίο ασκεί γενική τοξική επίδραση στα πρωτόζωα, συνδεόμενο με λειτουργικές σουλφυδρυλικές ομάδες. Η δράση αυτή λειτουργεί ανασταλτικά σε πολλές πρωτεΐνες με ενζυμική λειτουργία και οδηγεί τη Leishmania σε συνολική βιολογική αδράνεια.

Διλοξανίδη. Χρησιμοποιείται στη θεραπεία της χρόνιας αμοιβάδωσης σε ασυμπτωματικούς ασθενείς που αποβάλλουν κύστεις του παρασίτου στα κόπρανα. Η οξεία αμοιβάδωση αντιμετωπίζεται με μετρονιδαζόλη ή τινιδαζόλη. Ο μηχανισμός δράσης της διλοξανίδης παραμένει άγνωστος.

4.Ανθελμινθικά φάρμακα

4.1.Επίδραση στην κινητικότητα των ελμίνθων

Ιβερμεκτίνη. Η ιβερμεκτίνη δρα στους μεμβρανικούς διαύλους χλωρίου και οδηγεί σε αθρόα εισροή ιόντων χλωρίου στις λείες μυϊκές ίνες του παράσιτου. Η υπερπόλωση που προκύπτει έχει ως αποτέλεσμα τη μυϊκή παράλυση. Χρησιμοποιείται για τη θεραπεία της φιλαρίασης (ειδικά της ογκο-κέρκωσης), των νηματωδών σκωλήκων και της λοίμωξης από Strongyloides stercoralis.

Πιπεραζίνη. Η πιπεραζίνη δρα ανταγωνιστικά προς την ακετυλοχολίνη στις λείες μυϊκές ίνες των παρασίτων, στα οποία προκαλεί μια αναστρέψιμη παράλυση. Επιδρά κυρίως στους οξύουρους και στο Strongyloides stercoralis.

Πραζικουαντέλη. Η δράση της δεν είναι απόλυτα κατανοητή, αλλά φαίνεται ότι επηρεάζει την ομοιοστασία των ιόντων ασβεστίου αυξάνοντας τη διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης. Χρησιμοποιείται στις ταινιάσεις.

Βενζιμιδαζόλες (Θειαβενδαζόλη, Μεβενδαζόλη, Αλβενδαζόλη). Οι βενζιμιδαζόλες συνδέ-ονται με την τουμπουλίνη και εμποδίζουν τον πολυμερισμό της για τον σχηματισμό κυτταροσκελετι-κών μικροσωληνίσκων. Η δράση αυτή είναι εκλεκτική και αφορά μόνον την τουμπουλίνη των ελμίν-θων. Εκτός από τις ώριμες μορφές, οι βενζιμιμαζόλες επιδρούν στα ωά, τις προνύμφες και τις ώριμες μορφές των παρασίτων. Χρησιμοποιούνται στο αγκυλόστομα (θειαβενδαζόλη), στο Strongyloides stercoralis (αλβενδαζόλη, θειαβενδαζόλη, μεβενδαζόλη), στους οξύουρους (μεβενδαζόλη) και στον εχινόκοκκο (αλβενδαζόλη).

4.2.Επίδραση στον μεταβολισμό των ελμίνθων

Διαιθυλοκαρβαμαζίνη. Ο μηχανισμός δράσης της διαιθυλοκαρβαμαζίνης δεν είναι απόλυτα κατανοητός. Πιθανώς, αναστέλλει τον μεταβολισμό του αραχιδονικού οξέος και μεταβάλλει τη διά-ταξη της κυτταρικής μεμβράνης. Η διασπορά επιφανειακών αντιγόνων οδηγεί σε διέγερση του ανο-σοποιητικού συστήματος προς παραγωγή αντισωμάτων, τα οποία τελικώς καταστρέφουν το παράσι-το. Η διαιθυλκαρβαμαζίνη χρησιμοποιείται στη φιλαρίαση.

Νικλοζαμίδη. Η νικλοζαμίδη αναστέλλει τη μιτοχονδριακή φωσφορυλίωση της διφωσφορι-κής αδενοσίνης (ADP) προς ATP, δηλαδή καταργεί την κυριότερη πηγή ενέργειας του παράσιτου. Χρησιμοποιείται στις ταινιάσεις.

5.Ιοστατικά φάρμακα

Οι ιοί είναι λοιμογόνοι μοριακοί σχηματισμοί που αποτελούνται από πυρηνικά οξέα (DNA ή RNA), μια πρωτεϊνική κάψα και μερικές φορές από ένα επιπλέον λιποπρωτεϊνικό περίβλημα. Εμφα-νίζουν παρασιτική λειτουργία, επειδή για να επιβιώσουν και να πολλαπλασιαστούν πρέπει να εισέλ-

197

θουν σε κύτταρα-ξενιστές. Μετά από την προσκόλληση του ιού σε μεμβρανικούς υποδοχείς των κυτ-τάρων, ακολουθεί διείσδυση στο κυτταρόπλασμα, διάνοιξη της πρωτεϊνικής κάψας και έκλυση του γενετικού υλικού, το οποίο ενσωματώνεται στον πυρήνα του κυττάρου. Προκειμένου για ιούς που περιέχουν RNA, προηγείται μεταγραφή του σε DNA με την επίδραση του ενζύμου ανάστροφη μετα-γραφάση. Τα πυρηνικά οξέα του ιού αναδιπλασιάζονται μέσω των αντίστοιχων διεργασιών του κυτ-τάρου-ξενιστή. Παράλληλα, ενεργοποιείται η σύνθεση πολυπεπτιδίων απαραίτητων για τον πολλα-πλασιαμό και τη λειτουργία του ιού (ιντεγκράση, ανάστροφη μεταγραφάση, πρωτεάση). Τα μόρια αυτά «συναρμολογούνται» σε πολυάριθμους νέους ιούς, οι οποίοι εγκαταλείπουν το κύτταρο, δια-σπείρονται σε ολόκληρο τον οργανισμό και επαναλαμβάνουν τον ίδιο κύκλο σε άλλα κύτταρα-ξενιστές.

Τα φάρμακα που χρησιμοποιούνται κατά των διαφόρων ιώσεων επιδρούν σε ποικίλες βιολο-γικές λειτουργίες που σχετίζονται με τη διεισδυτικότητα των ιών στα κύτταρα του ξενιστή, με τον πολλαπλασιασμό τους και τη διασπορά τους στον οργανισμό.

5.1.Αναστολή της εισόδου και της εξόδου από τα κύτταρα-ξενιστές

Η αμανταδίνη και η ριμανταδίνη εμποδίζουν τον ιό της γρίππης Α (RNA-ιός) να εισέλθει στα

κύτταρα, επειδή αναστέλλουν τη λειτουργία της πρωτεΐνης Μ2 που υπάρχει στην κάψα του ιού. Η πρωτεΐνη αυτή λειτουργεί ως δίαυλος ιόντων και συμμετέχει αφενός στην αρχική σύντηξη της ιικής κάψας με την ενδοσωμική μεμβράνη και αφετέρου στην τελική φάση της ανάδυσης των νέων ιικών σωματιδίων στην επιφάνεια των κυττάρων ξενιστών.

Για την απελευθέρωση των νέων ιών από τα προσβεβλημένα κύτταρα, είναι επίσης απαραί-τητη η παρουσία του ενζύμου νευραμινιδάση, η οποία αναστέλλεται από τα φάρμακα ζαναμιβίρη και οσελταμιβίρη. Οι ιοί της γρίππης Α και Β περικλείονται μέσα στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων-ξενιστών από ένα περίβλημα που περιέχει κυρίως νευραμινικό οξύ. Η ιική νευραμινιδάση διασπά το περίβλημα αυτό, αποσπώντας τα τμήματα εκείνα που έχουν σιαλικό οξύ. Με αυτόν τον τρόπο, οι νέοι ιοί απελευθερώνονται, διαπερνούν την κυτταρική μεμβράνη και εξέρχονται από τα κύτταρα.

Η ενφουβιρτίδη είναι ένα ολιγοπεπτίδιο που αναστέλλει ειδικά την κυτταρική σύνδεση και την είσοδο του HIV (ιός της επίκτητης ανοσοανεπάρκειας του ανθρώπου, AIDS). Για να εισέλθει ο HIV σε ένα κύτταρο, πρέπει να προσκολληθεί στην κυτταρική μεμβράνη μέσω της τροποποίησης μιας γλυκοπρωτεΐνης που υπάρχει στη μεμβράνη. Η ενφουβιρτίδη προσκολλάται σε αυτή τη γλυκο-πρωτεΐνη και παρεμποδίζει την τροποποίησή της, με τελικό αποτέλεσμα να δυσχεραίνεται η είσοδος του HIV στα κύτταρα.

5.2.Αναστολή της ανάστροφης μεταγραφάσης των RNA-ιών

Στην κατηγορία αυτή ανήκουν διάφορα νουκλεοσιδικά και μη νουκλεοσιδικά ανάλογα που αναστέλλουν την ανάστροφη μεταγραφάση του HIV, όπως οι ουσίες αβακαβίρη, διδανοσίνη, λαμι-βουδίνη, ζαλσιταβίνη, σταβουδίνη και ζιδοβουδίνη. Με αυτόν τον τρόπο, παρεμποδίζεται η μεταγρα-φή του ιικού RNA σε ιικό DNA μέσα στα κύτταρα του ξενιστή. Η δράση τους απαιτεί προηγούμενη φωσφορυλίωση και μετατροπή τους στην 5΄-τριφωσφορική μορφή. Αυτά τα νουκλεοσίδια είναι ανά-λογα των πρόδρομων μορφών των πουρινών και των πυριμιδινών. Η ζιδοβουδίνη και η σταβουδίνη είναι ανάλογα της θυμιδίνης, η διδανοσίνη είναι ένα ανάλογο της δεοξυαδενοσίνης, η λαμιβουδίνη και η ζαλσιταβίνη της κυτοσίνης και η αβακαβίρη της δεοξυγουανοσίνης. Η αναστολή επιτυγχάνεται μέσω ανταγωνιστικής σύνδεσης του ενεργοποιημένου φαρμάκου στο σύμπλεγμα ενζύμου–εκκινητή, ειδικά στα σημεία που αντιστοιχουύν στη θέση των 5΄-τριφωσφορικών δεοξυνουκλεοτιδίων του DNA. Με αυτόν τον τρόπο, τερματίζεται η επιμήκυνση της αλυσίδας του DNA.

Οι ουσίες νεβιραπίνη και εφαβιρένζη δεν είναι νουκλεοσιδικά ανάλογα, αλλά παρ’όλα αυτά λειτουργούν και ως αναστολείς της ιικής RNA-εξαρτώμενης DNA-πολυμεράσης (ανάστροφη μετα-γραφάση). Τα φάρμακα αυτά συνδέονται σε ένα σημείο μακριά από το ενεργό κέντρο του ενζύμου, αλλά μεταβάλλουν τη χωροδιάταξή του και παρεμποδίζουν τη σύνδεση του φυσιολογικού υποστρώ-

ματοανάλ

5.3.

ανασκαι βίρη

Σχήταρ

DNAσμ

γουααπανσε όράγωπαράγωγασμόαντιαλυσ

ος (αλλοστερλογα.

.Αναστολή

Στην καστέλλουν τηιός των μεγαη, γκανκυκλο

ήμα.9.5 Η ενδρα-ξενιστές (ε

NA ή του RNA τός των νέων ι

Η ακυκλ

ανοσίνης. Πρντούν στα ανόλους τους Dωγο, μετά αάγωγο μετατα αναστέλλος δράσης τηιγραφή του ισίδας του DN

ρική δράση).

ή της DNA

ατηγορία αυτη DNA πολυαλοκυτταρικοβίρη, βαλακ

δοκυτταρική ποενδοκύτωση), των ιών, ή ενσιικών σωματίω

α

λοβίρη και τροϋπόθεση γνθρώπινα κύ

DNA-ιούς. Ηαπό φωσφορυτρέπεται σε τουν τη DNAης γκανκυκλοιικού DNA, αNA.

. Είναι ισχυρ

A-πολυμερ

τή υπάγονταιυμεράση τωνκών εγκλείστκυκλοβίρη κα

ορεία των ιογε(Β) Πολλαπλασωμάτωση στοων, 8 Απομάκραπό το κύτταρο

τα υπόλοιπα για τη δράσηύτταρα. ΩστόΗ ακυκλοβίρηυλίωση από τριφωσφορικπολυμεράσηοβίρης διαφέαλλά αντίθετ

198

ρότερα ιοστα

ράσης

ι διάφορα νον DNA-ιών (των, CMV). αι βαλαγκανκ

ενών λοιμώξεωασιασμός: 3-6 ο γονιδίωμα τρυνση του σιαλο μετά από κυτ

α νουκλεοσιδη τους είναι όσο, τα εμπλη ενεργοποιμια ερπητικ

κό από άλλαη και τερματέρει από τηντα με την ακ

ατικά φάρμακ

ουκλεοσιδικά(ιός του απλΚυριότεροι κυκλοβίρη.

ων. (Α) ΜόλυνΑπέκδυση τηςτου κυττάρου, λικού οξέος ατταρόλυση ή ε

δικά ανάλογαη φωσφορυλλεκόμενα φωείται με μετακή θυμιδινικα ενδοκυτταρτίζουν την αν ακυκλοβίρηκυκλοβίρη, δ

κα σε σύγκρ

ά και μη νουλού έρπητα, εκπρόσωποι

νση των κυττάς πρωτεϊνικής (Γ) Ωρίμανσηπό το νευραμιξωκύτωση.

α λειτουργούλίωση από ιιωσφορυλιωτιατροπή στο κή κινάση. Τρικά ένζυμα. αντιγραφή τοη. Το φάρμαδε δρα τερμα

ριση με τα νο

υκλεοσιδικά ιός του έρπηι είναι οι ουσ

άρων: 1-2 Είσκάψας, αναπαη και Διασπορινικό περίβλημ

ύν ως υποκαικά ένζυμα, ικά ένζυμα δμονοφωσφοΤο μονοφωσΤα τριφωσφ

ου ιικού DNAακο αυτό ανατίζοντας τη

ουκλεοσιδικά

ανάλογα πουητα ζωστήρασίες ακυκλο

σοδος στα κύτ-αραγωγή του ά: 7 Σχηματι-μα, 9 Έξοδος

ατάστατα τηςτα οποία δενδεν υπάρχουνορικό της πασφορικό αυτόφορικά παράA. Ο μηχανιαστέλλει τηνσύνθεση της

ά

υ α -

ς ν ν -ό -ι-ν ς

199

Μη νουκλεοσιδικά ανάλογα που αναστέλλουν τη DNA-πολυμεράση των DNA-ιών είναι η νατριούχος φωσκαρνέτη και η σιδοφοβίρη. Η φωσκαρνέτη είναι μια ανόργανη πυροφωσφορική ένω-ση που συνδέεται στις πυροφωσφορικές θέσεις σύνδεσης της πολυμεράσης του DNA και παρεμποδί-ζει την επιμήκυνση της διπλής έλικας. Έχει περίπου 100 φορές μεγαλύτερη χημική συγγένεια προς την ιική DNA-πολυμεράση, σε σύγκριση με την ανθρώπινη. Η σιδοφοβίρη είναι παρόμοια δράση με τη φωσκαρνέτη.

5.4.Αναστολή της πρωτεάσης

Έχει διαπιστωθεί ότι κατά τον ενδοκυτταρικό πολλαπλασιασμό των ιών της επίκτητης ανο-σοανεπάρκειας του ανθρώπου (HIV) παράγονται ιικά πολυπεπτίδια που είναι αδρανή και ενεργοποι-ούνται με τη δράση της ιικής πρωτεάσης. Η πρωτεάση ευρίσκεται μόνον στους ιούς και διασπά τις αρχικές πρωτεΐνες σε μικρότερα πεπτίδια που διαθέτουν ενζυμική δραστικότητα. Έτσι, προκύπτουν διάφορα ένζυμα εντελώς αναγκαία για την περαιτέρω ανάπτυξη και ωρίμανση των νέων ιικών σωμα-τίων, καθώς και για την έξοδό τους από τα κύτταρα-ξενιστές. Η χορήγηση αναστολέων της πρωτεά-σης παρεμποδίζει τη διασπορά και τη λοιμογόνο δράση των ιών μέσα στον οργανισμό, αλλά δεν απο-καθιστά την υγεία και τη λειτουργικότητα των ήδη προσβεβλημένων κυττάρων-ξενιστών. Σε αυτην την κατηγορία, ανήκουν τα φάρμακα αμπρεναβίρη, ινδιναβίρη, λοπιναβίρη, νελφιναβίρη, ριτοναβίρη και σακουϊναβίρη. Υπάρχει, επίσης, η φοσαμπρεναβίρη, η οποία είναι προφάρμακο της αμπρεναβί-ρης.

6.Φάρμακα κατά των νεοπλασμάτων Η πρώτη εμπειρία για την αντικαρκινική δράση ορισμένων ενώσεων βασίστηκε στην τυχαία

παρατήρηση ότι όσοι τελικώς επιβίωσαν από τα χημικά τοξικά αέρια του Α’ Παγκοσμίου Πολέμου είχαν εξεσημασμένη λευκοπενία. Τα αέρια αυτά (ενώσεις του βρετανικού αντιλεβισίτη και του θειού-χου υπερίτη) ήταν πολύ ερεθιστικά στους πνεύμονες και προορίζονταν για την πρόκληση ασφυξίας από οξεία εγκατάσταση χημικής εξιδρωματικής βρογχοκυψελίτιδας. Στη χαρακτηριστική καυστική τους οσμή, οφείλουν το προσωνύμιο «μουστάρδες». Η πρόκληση λευκοπενίας έδωσε το έναυσμα για τις πρώτες κλινικές δοκιμές αυτών των ενώσεων, για την αντιμετώπιση ασθενών με λεμφώματα ή με λευχαιμίες (ΗΠΑ, δεκαετία του ’40). Οι θειούχες ενώσεις του υπερίτη αντικαταστάθηκαν αργότερα από τις λιγότερο τοξικές αζωτούχες ενώσεις (αζωθυπερίτης).

Έκτοτε πολλά κυτταροστατικά φάρμακα εισήχθησαν στην κλινική πράξη για την αντιμετώ-πιση του καρκίνου, ως συμπλήρωμα στις χειρουργικές επεμβάσεις και την ακτινοθεραπεία. Η χημειο-θεραπεία του καρκίνου παρουσιάζει σήμερα σταθερά βήματα ανάπτυξης, με αποτέλεσμα να έχει συμβάλει στην παράταση του προσδόκιμου επιβίωσης και στη βελτίωση της ποιότητας ζωής των α-σθενών. Άλλωστε, σε ορισμένες μορφές καρκίνου υπάρχει και ένα αρκετά υψηλό ποσοστό ιάσεων (οξεία λεμφογενής λευχαιμία, νόσος του Hodgkin, όγκος του Wilm, εμβρυϊκό ραβδομυοσάρκωμα, όγκοι των όρχεων και ρετινοβλαστώματα).

Τα περισσότερα κυτταροστατικά φάρμακα δρουν σε συγκεκριμένες φάσεις του κυτταρικού κύκλου και ιδιαίτερα σε κύτταρα που παρουσιάζουν έντονο ρυθμό μιτώσεων, όπως συμβαίνει κατά κανόνα στα νεοπλάσματα.

Ο κυτταρικός κύκλος αποτελείται από 5 φάσεις: α) G0, φάση ηρεμίας, β) G1, φάση σύνθεσης του RNA γ) S, φάση σύνθεσης του DNA, δ) G2, φάση σύνθεσης RNA και πρωτεϊνών, ε) Μ, φάση της μιτωτικής διαίρεσης του κυττάρου.

Τα κυτταροστατικά φάρμακα μπορούν να διακριθούν σε τρεις ομάδες: I. Φάρμακα που επιδρούν σε αναπαραγόμενα και μη αναπαραγόμενα κύτταρα (δράση ανε-

ξάρτητη από τον κυτταρικό κύκλο), II. Φάρμακα που επιδρούν μόνο σε αναπαραγόμενα κύτταρα σε όλες τις φάσεις του κυτταρι-

κού κύκλου (δράση εξαρτώμενη από τον κυτταρικό κύκλο, αλλά μη ειδική ως προς τη φάση), III. Φάρμακα που επιδρούν μόνο σε αναπαραγόμενα κύτταρα, σε συγκεκριμένη φάση του

κυτταρικού κύκλου (δράση εξαρτώμενη από τον κυτταρικό κύκλο και ειδική ως προς τη φάση).

200

Στον πίνακα 9.1 βλέπουμε τις φάσεις του κυτταρικού κύκλου και παραδείγματα αντινεοπλα-σματικών παραγόντων που επιδρούν σε αυτές τις φάσεις.

Πίνακας 9.1. Φάσεις του κυτταρικού κύκλου και φάρμακα που τον επηρεάζουν

ΦΑΣΗ

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

ΦΑΡΜΑΚΑ

G0 Φάση ηρεμίας Αλκυλιωτικοί παράγοντες G1 Σύνθεση RNA Αντιμεταβολίτες S Σύνθεση DNA Μεθοτρεξάτη G2 Σύνθεση πρωτεϊνών Μπλεομυκίνη M Μίτωση Αλκαλοειδή της Vinca

6.1.Ομάδες αντινεοπλασματικών φαρμάκων

Τα αντινεοπλασματικά φάρμακα μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τον μηχανισμό δρά-σης, τη χημική τους σύσταση, ή την προέλευσή τους, στις ακόλουθες ομάδες:

Αλκυλιωτικοί παράγοντες Ενώσεις του αζωθυπερίτη (Μεχλωραιθαμίνη, Κυκλοφωσφαμίδη, Ιφοσφαμίδη, Μελφαλάνη,

Χλωραμβουκίλη, Μιτομυκίνη-C) Νιτροζουρίες (Καρμουστίνη ή BCNU, Λομουστίνη ή CCNU, Σεμουστίνη ή MeCCNU, Στρε-

πτοζοκίνη, Thio-TEPA) Τριαζένια (Δακαρβαζίνη, Τεμοζολομίδη) Αλκύλια (Bουσουλφάνη) Ενώσεις λευκόχρυσου (Σισπλατίνη, Καρβοπλαστίνη, Οξαλιπλατίνη)

Αντιμεταβολίτες Μεθοτρεξάτη, 5-Φθοριουρακίλη, Κυταραβίνη, 6-Μερκαπτοπουρίνη, Θειογουανίνη

Αναστολείς μίτωσης Βινδεσίνη, Βινβλαστίνη, Βινκριστίνη, Βινορελβίνη, Ετοποσίδη

Αντιβιοτικά Δακτινομυκίνη, Δοξορουβικίνη, Μπλεομυκίνη, Μιθραμυκίνη

Ορμόνες/Ανταγωνιστές ορμονών Γλυκοκορτικοειδή, Ανδρογόνα (Τεστοστερόνη), Αντιανδρογόνα (Φλουταμίδη, Κυπροτερόνη,

LHRH), Οιστρογόνα (Διαιθυλοστιλβεστρόλη, Νιλουταμίδη, Φοσφεστρόλη), Αντιοιστρογόνα (Ταμο-ξιφαίνη, Αμινογλουτεθιμίδη), Προγεσταγόνα (Μεδροξυπρογεστερόνη)

κωνβλάβκτικτα φ 6.2.

των ρεσηγεγοσότεκριτεκδηπαροσμώ

6.2.

ΔιάφοραΥδροξυο

Στο Σχή. Στους μηχβη στη δομήκότητα για ταφυσιολογικά

.Μηχανισμ

Σκοπός καρκινικών ης και ανάπονότος ότι εμερα φυσιολοτήριο τον μηχηλώσει μια μονομαστής σών απόπτωση

Σχήμα 9

1.Μεταβολ

α ουρία, Προκ

ήμα 9.6, φαίχανισμούς δρή και τη λειτοα καρκινικά κύτταρα, όπ

μοί δράση

της χορήγησκυττάρων. Τ

πτυξης, δηλαμφανίζουν συγικά κύτταρχανισμό δράμεγάλη ποικιστη δράση όης των καρκιν

9.6. Φάσεις κυ

λές στη χωρ

καρβαζίνη, Μ

ίνονται τα σηράσης ανήκοουργία των πκύτταρα. Μου ασκούν τ

ς των αντι

σης αντινεοπλΤα περισσότεαδή εμμέσωςυνήθως εντοα. Πρέπει ναάσης είναι αριλία αλληλοσόλων των αννικών κυττάρ

υτταρικού κύκλ

ροδιάταξη

201

Μιτοτάνη, L-Α

ημεία δράσηουν η αναστπυρηνικών ο

Με άλλα λόγιτοξικές δράσ

ινεοπλασμ

λασματικώνερα φάρμακς στοχοποιούονότερη μιτωα τονιστεί ότρκετά σχημασυμπληρούμντινεοπλασμαρων.

λου και σημεία

και τη λειτ

Ασπαραγινά

ης των κυριόολή βασικώνοξέων και πρια, τα φάρμαεις.

ματικών φ

φαρμάκων εα επηρεάζουύν πράγματι ωτική δραστηι η διάκρισηατική, επειδήμενων δράσεατικών φαρμ

α δράσης των

τουργία του

ση

ότερων αντινν βιοσυνθετρωτεϊνών, χωακα αυτά επη

αρμάκων

είναι η κατά υν τη διαδικατα καρκινικ

ηριορότητα σδιαφορετικώ

πολύ συχνάεων. Φαίνεταμάκων είναι

αντινεοπλασμ

υ DNA

νεοπλασματτικών αντιδρωρίς όμως ιδιηρεάζουν συ

το δυνατόν ασία της κυτκά κύτταρα σε σύγκριση ών ομάδων φά ένα φάρμακαι ότι πολύ ση κινητοποί

ματικών φαρμά

ικών φαρμάράσεων και ηιαίτερη εκλευγχρόνως κα

στοχοποίησηταρικής διαίεξαιτίας τουμε τα περισφαρμάκων μεκο μπορεί νασυχνά κοινόςίηση μηχανι

άκων

-η -αι

η ί-υ -ε α ς ι-

202

Αλκυλιωτικοί παράγοντες. Οι κυριότερες αλκυλιωτικές ενώσεις είναι οι εξής: τα παράγωγα του αζωθυπερίτη (αζωτούχες «μουστάρδες», όπως η κυκλοφωσφαμίδη), οι νιτροζουρίες (καρμουστί-νη, λομουστίνη, στρεπτοζοκίνη), οι αιθυλενιμίνες και μεθυλομελαμίνες (τριαιθυλενο-θειοφωσφοραμίδη ή θειοτέπα, τριαιθυνενομελαμίνη, κ.ά.), τα τριαζένια (δακαρβαζίνη) και οι μεθα-νοσουλφονικοί εστέρες (βουσουλφάνη). Οι αλκυλιωτικοί παράγοντες σχηματίζουν ομοιοπολικούς δεσμούς με ηλεκτρονιόφιλα άτομα διαφόρων μεγαλομορίων (κυρίως του DNA, αλλά και πρωτεϊνών). Οι ενώσεις αυτές προσθέτουν αλκυλομάδες σε άτομα οξυγόνου, αζώτου, θείου ή σε καρβοξυλικές, φωσφορικές, σουλφυδρικές ή αμινικές ομάδες του DNA μέσω σχηματισμού καρβοϊόντων, όπως R-CH2CH+2. Στην περίπτωση αυτή λέμε ότι έχουμε αντίδραση ηλεκτρονιόφιλων ομάδων (καρβοκατιό-ντα) με πυρηνόφιλες περιοχές του DNA (ηλεκτρονιοδότριες ομάδες), με ταυτόχρονη δημιουργία ο-μοιοπολικού δεσμού. Η αλκυλίωση έχει ως αποτέλεσμα τη δομική και λειτουργική αλλοίωση των μεγαλομορίων. Τα αλκυλιωτικά φάρμακα ενεργούν ανεξαρτήτως του κυτταρικού κύκλου, δηλαδή επηρεάζουν τόσο τα αναπαραγόμενα, όσο και τα μη αναπαραγόμενα κύτταρα.

Μετά την αλκυλίωση, οι ενώσεις αυτές έχουν την ιδιότητα να σχηματίζουν σταυροδεσμούς ανάμεσα σε διάφορα τμήματα των μεγαλομορίων. Οι σταυροδεσμοί είναι δυνατόν να αφορούν τις δύο αντικρυστές αλυσίδες του DNA ή να σχηματίζονται σε δύο διαφορετικές θέσεις του ίδιας αλυσί-δας. Επίσης, είναι δυνατόν να σχηματιστούν ανάμεσα στο DNA και σε μια πυρηνική πρωτεΐνη. Γενι-κά, η κυτταροτοξική δράση αυτών των ενώσεων συσχετίζεται με την ικανότητα τους να σχηματίζουν ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς, οι οποίοι παρεμποδίζουν τη φυσιολογική λειτουργία του DNA, όπως π.χ. τη διάνοιξη των δύο αλυσίδων κατά τη διαδικασία του αναδιπλασιαμού. Οι σταυροδεσμοί ανάμεσα σε δύο βάσεις του DNA μπορεί να έχουν τα ακόλουθα αποτελέσματα:

α) Σταθερός δεσμός ανάμεσα στις δύο αλυσίδες του DNA. β) Άνοιγμα του ιμιδαζολικού δακτυλίου και ρήξη της αλυσίδας του DNA (αποπουρίνωση). γ) Δημιουργία λανθασμένων ζευγών βάσεων, η οποία οδηγεί σε δυσλειτουργία κατά τον ανα-

διπλασιασμό ή τη μεταγραφή του DNA. Σύμπλοκα άλατα λευκόχρυσου. Τα σύμπλοκα άλατα του λευκόχρυσου (σισπλατίνη, καρβο-

πλατίνη και οξαλιπλατίνη), ενώ δεν ανήκουν στα αλκυλιωτικά φάρμακα από χημική άποψη, παρου-σιάζουν μεγάλη ομοιότητα όσον αφορά τον μηχανισμό δράσης. Δημιουργούν σταυροδεσμούς συνή-θως ανάμεσα σε δύο βάσεις γουανίνης της ίδιας αλυσίδας, ή σπανιότερα των δύο αντικρυστών αλυσί-δων. Επίσης, μπορεί να προκύψουν σταυροδεσμοί μεταξύ γουανίνης και αδενίνης, οι οποίοι θεωρού-νται τοξικότεροι για το κύτταρο.

Η σισπλατίνη εισέρχεται στο κύτταρο και ενεργοποιείται μετά από την απομάκρυνση των δύο χλωρίων και την ενυδάτωση του μορίου της. Η ενεργοποίηση της καρβοπλατίνης γίνεται μετά από τη διάνοιξη του δικαρβοξυλικού κυκλοβουτανίου και την αντίστοιχη ενυδάτωση του μορίου της, η οποία όμως φαίνεται ότι είναι βραδύτερη σε σύγκριση με τη σισπλατίνη. Το νεότερο σύμπλοκο οξαλιπλατί-νη (trans-1-διαμινο-κυκλοεξανο-οξαλικός λευκόχρυσος) είναι περισσότερο υδατοδιαλυτό και ενεργο-ποιείται μετά από απομάκρυνση του οξαλικού τμήματος του μορίου. Οι ενώσεις αυτές εμφανίζουν κυτταροτοξικότητα ανάλογη του αριθμού των προσδεμάτων λευκόχρυσου στο DNA, η απομάκρυνση των οποίων με μηχανισμούς επιδιόρθωσης συσχετίζεται με την ανάπτυξη αντίστασης από τα καρκινι-κά κύτταρα. Η οξαλιπλατίνη σχηματίζει σταθερότερα προσδέματα στο DNA, τα οποία εμφανίζονται περισσότερο ανθεκτικά στους μηχανισμούς επιδιόρθωσης.

Ανθρακυκλίνες. Οι ανθρακυκλίνες είναι κυτταροστατικά αντιβιοτικά που παράγονται από το μικρόβιο Streptococcus peucetius, με κύριους εκπροσώπους τη δοξορουβικίνη (ή αδριαμυκίνη), την επιρουβικίνη, τη δαουνορουβικίνη και την ιδαρουβικίνη. Νεότερα παράγωγα αυτής της ομάδας είναι η βαλρουβικίνη και η μιτοξανθρόνη. Φέρουν ένα χαρακτηριστικό αμινοσάκχαρο και ένα επίπεδο μο-ριακό τμήμα, το οποίο αποτελείται από τέσσερις συνεχόμενους αρωματικούς δακτυλίους. Το τμήμα αυτό παρεμβάλλεται εγκαρσίως στη διπλή αλυσίδα του DNA, όπου σταθεροποιείται με δεσμούς ανά-μεσα στην αμινομάδα του σακχάρου και μια φωσφορική ομάδα των πλάγιων αλυσίδων. Διαθέτουν τουλάχιστον δύο μηχανισμούς αντινεοπλασματικής δράσης, οι οποίοι πιστεύεται ότι πυρο-δοτούν τη διαδικασία της απόπτωσης:

203

α) Αναστέλλουν την εξαρτώμενη από το DNA σύνθεση του RNA και του DNA, και β) Παρεμποδίζουν την ολοκλήρωση της δράσης του ενζύμου τοποϊσομεράση ΙΙ, δηλαδή την

απομάκρυνση τμήματος της έλικας του DNA, προκειμένου να ολοκληρωθεί η αποπεριέλιξη και η επανασύνδεση της αλυσίδας.

Οι ανθρακυκλίνες δημιουργούν επίσης ενεργές μορφές οξυγόνου και επιβαρύνουν τα κύττα-ρα με οξειδωτικό στρες, το οποίο βλάπτει κυρίως τη δομή και τη λειτουργία των μιτοχονδρίων. Ο μηχανισμός αυτός δεν φαίνεται να συμμετέχει σημαντικά στην αντινεοπλασματική τους δράση, αλλά εξηγεί τη γνωστή καρδιοτοξικότητα αυτών των φαρμάκων, η οποία περιορίζει τις κλινικές τους ε-φαρμογές.

Παρόμοια δράση έχουν τα αντιβιοτικά της ομάδας των ακτινομυκινών (ακτινομυκίνη Α και ακτινομυκίνη D ή δακτινομυκίνη), τα οποία προέρχονται από μικρόβια του γένους Streptomyces. Με ανάλογο μηχανισμό δρα επίσης το φάρμακο αμσακρίνη, το οποίο δεν ανήκει στα αντιβιοτικά.

Μιτομυκίνη. Το φάρμακο αυτό είναι ένα φυσικό αντιβιοτικό του μικροβίου Steptococcus

caespitosus. Μετά από ενδοκυττάρια αναγωγή μετατρέπεται σε κινόνη, με ταυτόχρονη απόσπαση μιας βιοδραστικής μεθόξυ-ομάδας, η οποία μπορεί να προκαλέσει μεθυλίωση του DNA στη θέση Ν-6 της αδενίνης, καθώς και στις θέσεις Ο-6 και Ν-7 της γουανίνης. Με αυτόν τον μηχανισμό, αλλοιώνει τη δομή του DNA και οδηγεί σε λειτουργικά προβλήματα (αδυναμία αναδιπλασιασμού, ρήξεις στη διπλή έλικα και κατακερματισμός των χρωμοσωμάτων).

Προκαρβαζίνη. Πρόκειται για παράγωγο της μεθυλυδραζίνης, το οποίο έχει την ικανότητα

να μεθυλιώνει το DNA, μετά από ενδοκυττάρια μεταβολική ενεργοποίηση, μέσα από ένα βιοχημικό μονοπάτι που δεν έχει αποσαφηνιστεί πλήρως. Αναστέλλει τη λειτουργία του DNA και του RNA, καθώς και την πρωτεϊνοσύνθεση.

Τεμοζολομίδη και Δακαρβαζίνη. Η τεμοζολαμίδη διασπάται αυτόματα μέσα στα κύτταρα

και απελευθερώνει ένα μεθυλοτριαζενικό παράγωγο που έχει την ικανότητα να μεθυλιώνει το DNA. Έχει αντικαταστήσει τη δακαρβαζίνη, ένα επίσης τριαζενικό παράγωγο, η δράση του οποίου απαι-τούσε προηγούμενη μεταβολική ενεργοποίηση μέσα στον οργανισμό.

Βασική ιδιότητα αυτών των φαρμάκων είναι η ικανότητά τους να αναστέλλουν τους μηχανι-σμούς επιδιόρθωσης του DNA.

Μπλεομυκίνες. Τα αντιβιοτικά μπλεομυκίνες Α2 και Β2 προέρχονται από το μικρόβιο

Streptococcus verticillus και συχνά αναφέρονται απλώς ως «μπλεομυκίνη». Προκαλούν οξειδωτικό στρες στα κύτταρα και αντιδρούν κυρίως με το τμήμα της δεοξυριβόζης των νουκλεοτιδίων του DNA. Έτσι, παρεμποδίζεται η φυσιολογική λειτουργία του DNA και προκύπτουν ρήξεις στη μια ή και στις δύο αλυσίδες του. Η κυτταρική διαίρεση σταματά στη φάση G2, με εμφανή βλάβη του γενε-τικού υλικού (κυρίως ρήξεις χρωμοσωμάτων).

Καμπτοθηκίνες. Οι καμπτοθηκίνες (καμπτοθηκίνη ή CPT, ιρινοτεκάνη ή CPT-11, τοποτε-κάνη, 9-αμινοκαμπτοθηκίνη, 9-νιτροκαμπτοθηκίνη και SN-38) είναι φυσικά και ημισυνθετικά συστα-τικά του δέντρου Camptotheca acuminata, που αυτοφύεται στην Άπω Ανατολή. Πρότυπο μόριο αυ-τής της ομάδας είναι η ιρινοτεκάνη, η οποία υδρολύεται μέσα στα κύτταρα και δίνει τον μεταβολίτη SN-38, με ισχύ περίπου χίλιες φορές μεγαλύτερη από τη μητρική ένωση. Οι ουσίες αυτές αναστέλ-λουν την τοποϊσομεράση Ι, η οποία είναι σημαντική στον αναδιπλασιασμό και τη μεταγραφή του DNA, επειδή ξεδιπλώνει τη διπλή έλικα σε σημεία με υπερπεριέλιξη. Η τοποϊσομεράση Ι προκαλεί παροδική ρήξη στη μια από τις δύο αλυσίδες του DNA, επιτρέποντας είτε διέλευση της άλλης αλυσί-δας μέσα από το δημιουργούμενο κενό, είτε περιστροφή εκτόνωσης της μιας αλυσίδας σε σημεία που το επιτρέπουν οι δεσμοί ανάμεσα στα μόρια. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, μετά το πέρας αυτών των λειτουργιών, η τοποϊσομεράση Ι επανενώνει τα δύο άκρα της κομμένης αλυσίδας.

Oι καμπτοθηκίνες προσκολλώνται επάνω στο σύμπλεγμα του ενζύμου και του DNA, αποτρέ-ποντας την επανένωση της αλυσίδας και την αποκατάσταση της ελικοειδούς δομής. O κυτταρικός

204

θάνατος είναι αναπόφευκτος, επειδή συμβαίνουν ρήξεις της διπλής έλικας κατά τη διάρκεια του ανα-διπλασιαμού (εκλεκτική τοξικότητα στη φάση S του κυτταρικού κύκλου). Η αναστολή της αποκατά-στασης της φυσιολογικής ελικοειδούς δομής του DNA αυξάνει επίσης την ευαισθησία στην ιονίζου-σα ακτινοβολία.

Παράλληλα, οι καμπτοθηκίνες εμφανίζουν συνεχή κυτταρική τοξικότητα, ανεξάρτητη από τον κυτταρικό κύκλο, επειδή παρεμποδίζουν τη μεταγραφή προς RNA.

Επιποδοφυλλοτοξίνες. Οι επιποδοφυλλοτοξίνες (ετοποσίδη και τενιποσίδη) είναι ημισυνθε-

τικά παράγωγα του γλυκοσιδίου ποδοφυλλοτοξίνη, η οποία απαντά στο φυτό Podophyllum peltatum (ιθαγενές της Αμερικής). Οι επιποδοφυλλοτοξίνες έχουν διαφορετικές ιδιότητες από τη μητρική ένω-ση. Συγκεκριμένα, προσδένονται στο ένζυμο τoποϊσομεράση ΙΙ και τη διπλή έλικα του DNA. H τοπο-ϊσομεράση ΙΙ έχει ανάλογη λειτουργία με την τοποϊσομεράση Ι. Συγκεκριμένα, το ένζυμο αυτό μετα-βάλλει τη στερεοδιάταξη του DNA, προκαλώντας παροδική ρήξη και στις δύο αλυσίδες της διπλής έλικας. Μέσα από το κενό που δημιουργείται, μπορεί να περάσει ένα άλλο τμήμα τoυ μορίου και να «ξεδιπλωθεί». Με αυτόν τον τρόπο αποκαθίσταται η χωροδιάταξη στα τμήματα της διπλής έλικας που φέρουν υπερπεριελίξεις, οι οποίες αποτελούν μηχανικό εμπόδιο για τον απρόσκοπτο διαχωρισμό των αλυσίδων κατά τον αναδιπλασιασμό ή τη μεταγραφή του DNA. Yπό φυσιολογικές συνθήκες, με την επίδραση του ίδιου ενζύμου η αρχική ρήξη αποκαθίσταται και οι δύο αλυσίδες της διπλής έλικας επανασυνδέονται. Όμως, με την αναστολή της δράσης της τοποϊσομεράσης ΙΙ, από τις επιποδοφυλλο-τοξίνες, η επανασύνδεση καθίσταται αδύνατη και το DNA κατακερματίζεται οδηγώντας σε κυτταρικό θάνατο.

Η ετοποσίδη και η τενοποσίδη θεωρούνται φάρμακα ειδικά του κυτταρικού κύκλου και επε-νεργούν στις φάσεις S και G2.

6.2.2.Παρεμπόδιση της σύνθεσης φυσιολογικών πυρηνικών οξέων

Τα φάρμακα αυτής της κατηγορίας είναι ειδικά της φάσης S του κυτταρικού κύκλου. Λει-τουργούν ως ψευδοϋποστρώματα κατά τη βιοσύνθεση των νουκλεοτιδίων, με αποτέλεσμα να κατα-λήγουν σε αναστολή της παραγωγής δομικών μονάδων για τα πυρηνικά οξέα.

Ανάλογα πυριμιδινών

5-Φθοριοουρακίλη και Καπεσιταβίνη. Η 5-φθοριοουρακίλη δρα με δύο κύριους μηχανι-

σμούς, οι οποίοι αφορούν στη σύνθεση DNA και RNA. Με την αναστολή της θυμιδυλικής συνθετά-σης, μειώνεται η παραγωγή θυμιδυλικού οξέος που είναι το δεοξυριβονουκλεοτίδιο της θυμίνης (5-μεθυλοουρακίλη), μιας πυριμιδινικής βάσης του DNA. Επίσης, η οξεία χορήγηση μεγάλων δόσεων οδηγεί σε ενσωμάτωση στο RNA, αντί για την ουρακίλη. Το RNA που προκύπτει είναι μη λειτουργι-κό, με αποτέλεσμα να παρακωλύεται η πρωτεϊνοσύνθεση.

Η καπεσιταβίνη αποτελεί προφάρμακο της 5-φθοριοουρακίλης, στην οποία μεταπίπτει μετά από μεταβολισμό της με υδρόλυση (ήπαρ), απαμίνωση (ήπαρ και καρκινικά κύτταρα) και φωσφορυ-λίωση (καρκινικά κύτταρα).

Άλλες φθοριοπυριμιδίνες είναι η 5-φθοριοδεοξυουριδίνη (φθοριοξουριδίνη, Fudr) και η 5-ιωδιοδεοξυουριδίνη.

Κυταραβίνη (Κυτοσινο-αραβινοσίδιο). Είναι ανάλογο της 2-δεοξυκυτιδίνης, το οποίο δρα

αφού μετατραπεί σε 5-μονοφωσφορικό νουκλεοτίδιο, με τη μεσολάβηση του ενζύμου δεοξυκυτιδινο-κινάση. Υποκαθιστά το φυσιολογικό 5-τριφωσφορικό νουκλεοτίδιο της δεοξυκυτιδίνης και ενσωμα-τώνεται από τη DNA πολυμεράση στο DNA. Όταν συμβεί αυτό, είναι αδύνατον να πραγματοποιηθεί αναδιπλασιασμός του DNA ή να γίνει επιδιόρθωση κάποιου τμήματός του, επειδή το ψευδονουκλεο-τίδιο που υπάρχει στο μόριο του DNA λειτουργεί πλέον ως ισχυρός αναστολέας της πολυμεράσης

205

του DNA. Συνεπώς η κυταραβίνη είναι φάρμακο ειδικό για τη φάση S, ενώ παράλληλα προάγει τη διαδικασία της απόπτωσης.

Γεμσιταβίνη. Είναι ανάλογο της δεοξυκυτιδίνης με δύο άτομα φθορίου στο δεσοξυριβοζικό

τμήμα του μορίου (2,2-διφθοριοδεοξυκυτιδίνη). Μέσα στα κύτταρα μεταβολίζεται προς το ενεργό τριφωσφορικό ανάλογο. Επενεργεί με τρόπο ανάλογο της κυταραβίνης, επειδή εισέρχεται στον πυρή-να και ενσωματώνεται στο DNA, του οποίου παρεμποδίζει τον αναδιπλασιασμό.

Άλλο κυτταροστατικό παράγωγο της κυτιδίνης είναι η 5-αζακυτιδίνη. Ανάλογα πουρινών Θειοπουρίνες (6-Μερκαπτοπουρίνη και 6-Θειογουανίνη). Οι θειοπουρίνες λειτουργούν ως

ψευδοϋποστρώματα και υπεισέρχονται στις μεταβολικές οδούς των φυσιολογικών πουρινών. Με τη δημιουργία νουκλεοτιδίων της θειογουανίνης, ενσωματώνονται στο μόριο του DNA και του RNA, των οποίων τις λειτουργίες παρεμποδίζουν. Ειδικά για το DNA, καθοριστικό ρόλο παίζει κυρίως η αδυναμία αναδιπλασιασμού και μεταγραφής, αλλά πιθανώς και η αδρανοποίηση των μηχανισμών επιδιόρθωσης.

Φθοριοδαραβίνη. Η φθοριοδαραβίνη ενεργοποιείται μετά από ενδοκυττάρια φωσφορυλίω-

ση, από το ένζυμο δεοξυκυτιδινο-κινάση. Το τριφωσφορικό παράγωγο της φθοριοδαραβίνης λειτουρ-γεί ως αντιμεταβολίτης των πουρινών και ενσωματώνεται στα μόρια του DNA και του RNA, των ο-ποίων παρεμποδίζει τη λειτουργία. Ο ακριβής μηχανισμός δράσης δεν είναι γνωστός, αλλά φαίνεται ότι είναι ανεξάρτητος του κυτταρικού κύκλου και ότι σχετίζεται κυρίως με τη κινητοποίηση των δι-εργασιών της απόπτωσης.

Κλαδριβίνη. Η κλαδριβίνη εμφανίζει παρόμοια ενδοκυττάρια πορεία με τη φθοριοδαραβίνη

και ενεργοποιείται μετά από φωσφορυλίωση. Το τριφωσφορικό παράγωγό της ενσωματώνεται στο μόριο του DNA, στις αλυσίδες του οποίου προκαλεί ρήξεις. Παράλληλα, ενεργοποιεί τους αποπτωτι-κούς μηχανισμούς.

Αντιμεταβολίτες του φυλλικού οξέος Μεθοτρεξάτη. Η μεθοτρεξάτη αναστέλλει την αναγωγάση του διυδροφυλλικού οξέος. Αυτό

οδηγεί σε μειωμένη παραγωγή τετραϋδροφυλλικού οξέος, το οποίο είναι απαραίτητο για τη σύνθεση του θυμιδυλικού οξέος και των πουρινικών νουκλεοτιδίων. Με αυτόν τον τρόπο, παρεμποδίζεται η σύνθεση τόσο του DNA όσο και του RNA. Η δράση της μεθοτρεξάτης θεωρείται ειδική του κυτταρι-κού κύκλου, επειδή εκδηλώνεται κυρίως κατά τη φάση S, δηλαδή κατά τη σύνθεση του DNA. Ανά-λογο φάρμακο είναι η πεμετρεξέδη, η οποία παραμένει μέσα στα κύτταρα για μεγάλο διάστημα με τη μορφή πολυγλουταμικών ενώσεων που αναστέλλουν την αξιοποίηση του φυλλικού οξέος για τη σύν-θεση θυμιδίνης και πουρινικών νουκλεοτιδίων.

Πεντοστατίνη. Η πεντοστατίνη είναι ισχυρός αναστολέας του ενζύμου απαμινάση της αδε-

νοσίνης και οδηγεί σε ενδοκυττάρια αύξηση των επιπέδων των νουκλεοτιδίων της αδενοσίνης και της δεοξυαδενοσίνης, τα οποία αναστέλλουν με τη σειρά τους την αναγωγάση των ριβονουκλεοτιδίων. Έτσι, παρεμποδίζεται η σύνθεση του DNA και του RNA.

Υδροξυουρία. Η υδροξυουρία (υδροξυκαρβαμίδιο) παρεμποδίζει τη μετατροπή των ριβο-

νουκλεοτιδίων σε δεοξυριβονουκλεοτίδια, αναστέλλοντας την αναγωγάση των διφωσφορικών ριβο-νουκλεοσιδίων. Το ένζυμο αυτό παίζει πρωταρχικό ρόλο στη βιοσύνθεση του DNA. Η υδροξυουρία σταματά τον κυτταρικό κύκλο μεταξύ των φάσεων G1 και S, εμφανίζοντας έτσι συνέργεια με την ιο-νίζουσα ακτινοβολία, στην οποία τα κύτταρα είναι εξαιρετικά ευαίσθητα όταν ευρίσκονται στη φάση G1.

206

6.2.3.Αναστολή της κυτταρικής διαίρεσης

Αλκαλοειδή της Vinca (Βινκριστίνη, Βινβλαστίνη, Βινορελβίνη). Οι ενέργειες αυτών των φαρμάκων σχετίζονται με την ικανότητά τους να συνδέονται με τις υπομονάδες α και β της τουμπου-λίνης, την κυριότερη πρωτεΐνη των κυτταρικών μικροσωληνίσκων. Έτσι, παρεμποδίζουν τη δημιουρ-γία α-β-διμερών, τα οποία είναι το βασικό δομικό στοιχείο της τουμπουλίνης. Η αναστολή της σύν-θεσης τουμπουλίνης έχει άμεσο αντίκτυπο στη φυσιολογική λειτουργία και τη συναπαρτίωση των μικροσωληνίσκων του κυτταροπλάσματος, οι οποίοι διαδραματίζουν πολύ σημαντικό ρόλο ειδικά κατά τη μετάφαση, με τη δημιουργία της απαραίτητης μιτωτικής ατράκτου. Το κύτταρο αναστέλλεται κατά τη διάρκεια των φάσεων G2 και M του κυτταρικού κύκλου. Οι μικροσωληνίσκοι είναι επίσης απαραίτητοι για ποικίλες κυτταρικές λειτουργίες, όπως η σταθερότητα του σχήματος, η κινητικότητα και η μεταφορά μεταξύ οργανιδίων. Εκτός από την αναστολή της κυτταρικής διαίρεσης, τα κύτταρα οδηγούνται σε ενεργοποίηση μηχανισμών απόπτωσης.

Ταξάνες (Πακλιταξέλη, Δοσεταξέλη). Οι ταξάνες έχουν διαφορετικό σημείο δράσης, σε σύ-

γκριση με τα αλκαλοειδή της Vinca. Αναστέλλουν τις φυσιολογικές λειτουργίες του αποπολυμερι-σμού και της ανακύκλωσης των δομικών μονάδων των μικροσωληνίσκων του κυτταροσκελετού (α και β υπομονάδες της τουμπουλίνης), τους οποίους καθιστούν άκαμπτους και μη λειτουργικούς. Ε-κτός από την τοξικότητα εξαιτίας της δυσλειτουργίας των μικροσωληνίσκων, οι ταξάνες επιτείνουν την επίδραση της ιονίζουσας ακτινοβολίας.

6.2.4. Παρεμπόδιση της κυτταρικής ανάπτυξης

Ορμόνες και Αναστολείς ορμονικών υποδοχέων

Οι ενδοκρινείς αδένες, εκτός από τα φυσιολογικά κύτταρα, επηρεάζουν την ανάπτυξη και την εξέλιξη πολλών νεοπλασματικών κυττάρων.

Αναστολείς γεννητικών ορμονών. Η αναγνώριση της επίδρασης των γεννητικών ορμονών στους καλούμενους «ορμονοεξαρτώμενους καρκίνους» αποτέλεσε την απαρχή μιας νέας προσέγγισης στη θεραπεία των νεοπλασμάτων του μαστού, του ενδομητρίου, των ωοθηκών, του προστάτη και των όρχεων. Εκτός από τα συνθετικά μόρια που χρησιμοποιούνται ως αναστολείς ορμονικών υποδοχέων (π.χ. η ταμοξιφαίνη ως αντιοιστρογόνο και η κυπροτερόνη ως αντιανδρογόνο), τα φυσικά οιστρογόνα διαθέτουν αντιανδρογονική δράση και κατ’αναλογία τα φυσικά ανδρογόνα διαθέτουν αντιοιστρογο-νική δράση. Τα προγεσταγόνα μπορεί να διαθέτουν είτε αντιανδρογονική είτε αντιοιστρογονική δρά-ση, οπότε χρησιμοποιούνται αναλόγως. Έμμεση επίδραση εμφανίζουν διάφορα άλλα φάρμακα που παρεμποδίζουν την έκλυση των γοναδοτροπινών, όπως είναι οι ρελίνες (βουσερελίνη, γοσερελίνη, τριπτορελίνη κ.ά.).

Επίσης, υπάρχουν οι αναστολείς της αρωματάσης που αίρουν τη μετατροπή των ανδρογόνων σε οιστρογόνα στις μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες (αμινογλουτεθιμίδη, φορμεστάνη, αναστροζόλη, βοροζόλη κ.ά.).

Γλυκοκορτικοειδή. Τα γλυκοκορτικοειδή πρεδνιζόνη και δεξαμεθαζόνη χρησιμοποιούνται στην αντιμετώπιση λεμφωμάτων και λεμφοκυτταρικών λευχαιμιών, επειδή έχουν την ιδιότητα να μειώνουν θεαματικά τον αριθμό των λεμφοκυττάρων του αίματος.

Για τον μηχανισμό με τον οποίο επιτελείται αυτή η δράση, έχουν διατυπωθεί διάφορες θεωρί-ες. Φαίνεται ότι ένα μέρος των λεμφοκυττάρων αναδιανέμεται στον οργανισμό και απομακρύνεται από τον ενδαγγειακό χώρο, ενώ ένα επίσης σημαντικό μέρος καταστρέφεται μετά από ενεργοποίηση αποπτωτικών μηχανισμών.

Οκτρεοτίδη. Η οκτρεοτίδη είναι ένα συνθετικό ανάλογο της σωματοστατίνης, με μεγαλύτε-ρη διάρκεια δράσης και καλά αποτελέσματα σε νευροενδοκρινικούς όγκους του πεπτικού συστήμα-

207

τος. Δεν έχει αποσαφηνιστεί, εάν η δράση της οκτρεοτίδης συντελείται μέσω ανταγωνισμού προς την αυξητική ορμόνη.

Αναστολείς μεμβρανικών υποδοχέων

Ένα από τα πιθανά σημεία θεραπευτικής παρέμβασης, θεωρήθηκαν οι υποδοχείς πρόσδεσης διαφόρων ενδογενών αυξητικών παραγόντων. Στην κατηγορία αυτή, σημαντική θέση κατέχουν οι υποδοχείς του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR, HER-1, HER-2), η διέγερση του οποίου σχετίζεται με επιτάχυνση των μιτώσεων και αναστολή των μηχα-νισμών απόπτωσης. Προκειμένου για καρκινικά κύτταρα, η διέγερση του EGFR οδηγεί σε αύξηση του αριθμού τους, ενώ παράλληλα διευκολύνει τις διαδικασίες μετάστασης και νεοαγγειογένεσης.

Άλλα σημεία εκλεκτικής δράσης, αποτελούν διάφορες επιφανειακές πρωτεΐνες, οι οποίες υ-πάρχουν κυρίως στα λεμφοκύτταρα και σχετίζονται με σημαντικές κυτταρικές λειτουργίες. Από αυ-τές, η πρωτεΐνη CD20 φαίνεται να έχει συμμετοχή στη διαμεμβρανική διακίνηση ιόντων ασβεστίου. Ο φυσιολογικός ρόλος διαφόρων άλλων παρόμοιων πρωτεϊνών (CD22, CD46, CD52, CD55, CD59 κ.ά.) παραμένει αδιευκρίνιστος, αλλά η θεραπευτική εκμεταλλεύεται τις αντιγονικές τους ιδιότητες για την ανάπτυξη ειδικών αντισωμάτων, τα οποία αναγνωρίζουν και καταστρέφουν τα συγκεκριμένα κύτταρα. Έχει διαπιστωθεί, ότι σε ορισμένες περιπτώσεις αρκεί η απλή αντίδραση αντισώματος-αντιγόνου για την πρόκληση κυτταρόλυσης. Άλλωστε, τα ειδικά αντισώματα είναι επίσης δυνατόν να λειτουργήσουν ως φορείς άλλων μορίων (κυτταροστατικά φάρμακα, τοξίνες, ραδιοϊσότοπα, κ.ά.), τα οποία μεταφέρονται με ακρίβεια στο επιθυμητό σημείο σύνδεσης των κυττάρων-στόχων, είτε για δια-γνωστικούς, είτε για θεραπευτικούς σκοπούς (βλ. Κεφάλαιο «Μονοκλωνικά αντισώματα»).

Αναστολείς τυροσινοκινασών

Ο υποδοχέας του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR) είναι διαμεμβρανικός, με ένα εξωκυττάριο και ένα ενδοκυττάριο τμήμα, το οποίο έχει ρόλο τυροσινοκινάσης και πυροδοτεί έτσι διάφορες λειτουργίες, όπως ο πολλαπλασιαμός των κυττάρων και η αναστολή των αποπτωτικών μη-χανισμών. Εκτός από τη σετουξιμάμπη που δεσμεύει το εξωκυττάριο τμήμα του EGFR, υπάρχουν τα φάρμακα ερλοτινίμπη και γκεφιτινίμπη, τα οποία αναστέλλουν την ενζυμική δράση τυροσινοκινάσης του ενδοκυττάριου τμήματος.

Παράλληλα, έχουν αναπτυχθεί αναστολείς διαφόρων άλλων κυτταροπλασματικών τυροσινο-κινασών, οι οποίες δεν έχουν άμεση σχέση με τον EGFR. Τέτοια φάρμακα είναι η ιματινίμπη, η βορ-τεζομίδη, η βοσουτινίμπη, η δασατινίμπη, η μασιτινίμπη, η νιλοτινίμπη και η σουνιτινίμπη.

Οι αναστολείς των τυροσινοκινασών αναπτύχθηκαν με στόχο την αναχαίτιση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, των μεταστάσεων και της νεοαγγειογένεσης.

Αναστολείς ειδικών μεταβολικών οδών L-Ασπαραγινάση. Ορισμένα καρκινικά κύτταρα δεν διαθέτουν τη συνθετάση που καταλύει

τη μετατροπή του L-ασπαρτικού οξέος σε L-ασπαραγίνη. Έτσι, η επιβίωση τους εξαρτάται από την παρουσία στο περιβάλλον έτοιμης L-ασπαραγίνης. Με την ενδοφλέβια χορήγηση L-ασπαραγινάσης που υδρολύει την L-ασπαραγίνη σε L-ασπαρτικό οξύ, δημιουργείται ένδεια L-ασπαραγίνης, η οποία έχει ως αποτέλεσμα τον θάνατο αυτών των καρκινικών κυττάρων.

6.3.Παράγοντες που επηρεάζουν την απάντηση στα αντινεοπλασματικά φάρμακα

Δείκτης κυτταρικής ανάπτυξης. Ο δείκτης κυτταρικής ανάπτυξης είναι η αναλογία των κυττάρων που βρίσκονται σε μιτωτικό κύκλο σε κάποια χρονική στιγμή. Είναι σημαντικός παράγο-ντας για την ανταπόκριση ενός όγκου στη χημειοθεραπεία, επειδή οι όγκοι με υψηλό δείκτη ανάπτυ-ξης είναι γενικά πιο ευάλωτοι στη χημειοθεραπεία. Αντίθετα, τα κύτταρα σε φάση G0 είναι ανθεκτικά στα κυτταροστατικά φάρμακα. Όσο ταχύτερος είναι ο ρυθμός του κυτταρικού κύκλου τόσο περισσό-

208

τερο ευαίσθητα είναι τα κύτταρα στην αγωγή με κυτταροστατικά φάρμακα. Π.χ., στο λέμφωμα του Burkitt υπάρχει άμεση ανταπόκριση στη χημειοθεραπεία, επειδή ο δείκτης κυτταρικής ανάπτυξης είναι σχεδόν 100%. Μια απλή δόση κυκλοφωσφαμίδης επιφέρει θεαματική συρρίκνωση του όγκου.

Αντίθετα, στο αδενοκαρκίνωμα του παχέος εντέρου ο δείκτης κυτταρικής ανάπτυξης είναι μόνο 5% και έτσι δικαιολογείται η σχετική αναποτελεσματικότητα της χημειοθεραπείας. Οι μεταστα-τικές εστίες του καρκίνου του παχέος εντέρου στο ήπαρ, ή αλλού, εμφανίζουν ένα αρχικό στάδιο με έντονο ρυθμό ανάπτυξης, η οποία δικαιολογεί την προληπτική έναρξη χημειοθεραπείας αμέσως μετά τη χειρουργική αφαίρεση του πρωτοπαθούς όγκου.

Όπως είναι αναμενόμενο, φυσιολογικά κύτταρα με ταχείς μιτωτικούς ρυθμούς (π.χ. ο μυελός των οστών, το γαστρεντερικό επιθήλιο, ο λεμφικός ιστός και το δέρμα) είναι περισσότερο ευαίσθητα κατά τη χορήγηση κυτταροστατικών φαρμάκων. Έτσι, τα φάρμακα αυτά συνήθως δεν χορηγούνται συνεχώς, αλλά σε κύκλους θεραπείας με μεσοδιαστήματα 3-4 εβδομάδων, για να υπάρχει περιθώριο ανάκαμψης των ευπαθών ιστών και κυρίως του μυελού των οστών.

Μέγεθος του όγκου. Οι μεγάλοι όγκοι δεν ανταποκρίνονται ιδιαίτερα στα χημειοθεραπευτι-κά φάρμακα για δύο λόγους. Πρώτον, πολλά κύτταρα τείνουν να βρίσκονται σε φάση ηρεμίας (G0), κατά την οποία δεν ανταποκρίνονται στα φάρμακα. Δεύτερον, η διείσδυση των φαρμάκων σε ιστικές περιοχές με μικρή αγγείωση είναι ανεπαρκής για να επιτευχθούν κυτταροτοξικά επίπεδα επί αρκετό διάστημα χωρίς να προκαλέσουν σοβαρή συστηματική τοξικότητα.

Εάν είναι εφικτό, είναι καλύτερα να αφαιρεθεί η μεγάλη μάζα του όγκου και να υποβληθούν τα υπολείμματα του όγκου σε χημειοθεραπεία.

Κυτταρική ετερογένεια των νεοπλασμάτων. Πολλοί όγκοι έχουν ετερογενείς πληθυσμούς κυττάρων, οι οποίοι μπορεί να απαντούν διαφορετικά στη χημειοθεραπεία. Συνεπώς, είναι δύσκολο να καταστραφούν όλα τα κύτταρα του όγκου, παρόλο που αυτό είναι πολύ σημαντικό για την αντινε-οπλασματική αγωγή. Λόγω αυτής της αναλογικής κυτταρικής καταστροφής, η χημειοθεραπεία μπορεί αρκετά εύκολα να μειώσει τη μάζα ενός όγκου τόσο, ώστε να επιτευχθεί κλινική ύφεση. Αυτή, όμως, η επίδραση δεν συνοδεύεται πάντοτε από εκρίζωση του όγκου. Τυπικό παράδειγμα ύφεσης χωρίς ία-ση αποτελεί ο μικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύμονα.

Αντίσταση των καρκινικών κυττάρων στα φάρμακα. Τα καρκινικά κύτταρα ανταποκρίνο-νται με διαφορετικό τρόπο στην αντινεοπλασματική αγωγή, επειδή διαθέτουν ποικίλους μηχανισμούς σύμφυτης ή επίκτητης αντίστασης, όπως είναι η ικανότητα απομάκρυνσης των φαρμάκων από το ε-σωτερικό του κυττάρου, η μεταβολική αδρανοποίηση των φαρμάκων και η επιδιόρθωση του DNA.

Οι βιοχημικές προσαρμογές μπορεί να αφορούν την αυξημένη αδρανοποίηση ενός φαρμάκου (π.χ., αύξηση των ενδοκυττάριων επιπέδων της γλουταθειονο-S-τρανσφεράσης που απενεργοποιεί τη σισπλατίνη και τους αλκυλιωτικούς παράγοντες), ή αντίθετα στη μειωμένη ενεργοποίηση ενός προ-φαρμάκου (π.χ., η περιορισμένη δραστικότητα της δεσοξυκυτιδινο-κινάσης αποτρέπει τη μεταβολική ενεργοποίηση της κυταραβίνης). Επίσης, ενδέχεται να μεταβληθούν οι ιδιότητες ενός ενδοκυττάριου μεγαλομορίου που αποτελεί τη θέση-κλειδί για να δράσει ένα αντικαρκινικό φάρμακο (π.χ. η σύνθεση τοποϊσομεράσης ΙΙ με μειωμένη ευαισθησία στα ανασταλτικά αποτελέσματα των ανθρακυκλινών).

Αρκετά συχνά, αναπτύσσεται μια ιδιότυπη μορφή πολλαπλής αντίστασης στα φάρμακα, η οποία φαίνεται να είναι σημαντική για πολλούς συμπαγείς όγκους. Σε αυτόν τον μηχανισμό, εμπλέκε-ται η μεμβρανική γλυκοπρωτεΐνη P, η οποία αντλεί τα κυτταροστατικά φάρμακα έξω από τα κύτταρα, πριν προλάβουν να δράσουν. Αυτή η λειτουργία αναστέλλεται από διάφορα φάρμακα που δεν εμφα-νίζουν προφανή χημική ομοιότητα μεταξύ τους, όπως η νιφεδιπίνη, η βεραπαμίλη, η κυκλοσπορίνη και η ταμοξιφαίνη. Δεν είναι απόλυτα κατανοητό με ποιο μηχανισμό αυτές οι ουσίες αναστέλλουν τη λειτουργία της γλυκοπρωτεΐνης Ρ. Ωστόσο, έχει διαπιστωθεί ότι η χορήγησή τους μαζί με αντινεο-πλασματικά φάρμακα καθιστά αποτελεσματικότερη τη θεραπεία, επειδή καταργεί την αντίσταση των κυττάρων.

Αυτή η προσέγγιση δίνει ενθαρρυντικά αποτελέσματα στις νεοπλασίες του αίματος, αλλά εί-ναι λιγότερο αποτελεσματική στην αντίσταση που αναπτύσσουν οι συμπαγείς όγκοι.

Μερικά παραδείγματα αντίστασης στους αντινεοπλασματικούς παράγοντες βρίσκονται στον παρακάτω Πίνακα 9.2. Για να αντιμετωπιστεί η ανάπτυξη μηχανισμών αντίστασης, ακολουθούνται πρωτόκολλα συνδυασμού αντικαρκινικών φαρμάκων, τα οποία χορηγούνται είτε ταυτοχρόνως είτε με μικρή χρονική διαφορά.

209

Πίνακας 9.2.

Παραδείγματα μηχανισμών αντίστασης στα αντιακαρκινικά φάρμακα

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

Ανεπαρκής πρόσληψη φαρμάκου από νεο-πλασματικό κύτταρο

Μεθοτρεξάτη

Ανεπαρκής ενεργοποίηση του φαρμάκου 6-Μερκαπτοπουρίνη 5-Φθοριουρακίλη Κυκλοφωσφαμίδη

Αυξημένη αδρανοποίηση Κυταραβίνη (κυτοσινο-αραβινοσίδιο) Αυξημένη συγκέντρωση του ενζύμου στό-χου (πολλαπλασιασμός του γονιδίου)

Μεθοτρεξάτη

Γονιδιακή μετάλλαξη Μεθοτρεξάτη Επιδιόρθωση της βλάβης που προκλήθηκε στο DNA από το φάρμακο

Αλκυλιωτικοί παράγοντες

Eνδεικτική βιβλιογραφία

Agarwala SS, Kirkwood JM & Kirkwood J. Temozolomide, a novel alkylating agent with activity in the central nervous system, may improve the treatment of advanced metastatic melanoma. Oncologist 5 (2): 144–151, 2000.

Boons CC, Van Tulder MW, Burgers JA, Beckeringh JJ, Wagner C & Hugtenburg JG. The value of pemetrexed for the treatment of malignant pleural mesothelioma: a comprehensive review. Anticancer research 33 (9): 3553–3561, 2013.

Buffery PJ, Allen KM, Chin PKL, Moore GA, Barclay ML & Begg EJ. Thirteen Years’ Experience of Pharmacokinetic Monitoring and Dosing of Busulfan: Can the Strategy Be Improved? Ther Drug Monit. pp.86–92, 2014.

Campagna JA, Miller KW & Forman SA. Drug therapy: mechanisms of action of inhaled anesthetics. N. Engl. J. Med. 348:2110–2124, 2003.

Clark AJ. The Mode of Action of Drugs on Cells. London: Arnold, 1933.

Cooper JR, Bloom FE & Roth RH. The Biochemical Basis of Neuropharmacology. New York: Ox-ford University Press, 2003.

Crinò L & Cappuzzo F. Gemcitabine in non-small cell lung cancer. Expert opinion on pharmacother-apy 3 (6): 745–753, 2002.

Deeken JF, Löscher W & Löscher H. The blood–brain barrier and cancer: transporters, treatment, and Trojan horses. Clin. Cancer Res. 13 (6): 1663–1674, 2007.

Brunton LL, Chabner BA & Knollmann BC (eds.-in-chief), Goodman and Gilman’s The Pharmaco-logical Basis of Therapeutics (12th ed.), NY, McGraw-Hill, 2011.

210

Goodman LS, Wintrobe MM, Dameshek W, Goodman MJ, Gilman A & McLennan MT. Nitrogen mustard therapy. Use of methyl-bis(beta-chloroethyl)amine hydrochloride and tris(beta-chloroethyl)amine hydrochloride for Hodgkin's disease, lymphosarcoma, leukemia and cer-tain allied and miscellaneous disorders". JAMA 132(3):126–132, 1946.

Himmelweit F. (Editor), Paul Ehrlich, Collected Papers, London, Pergamon Press, 1957.

Fenn JE & Udelsman R. First Use of Intravenous Chemotherapy Cancer Treatment: Rectifying the Record. J. Am. Coll. Surg. 212 (3): 413-417, 2011.

Fergus M, Hanna L & Crosby T. Practical clinical oncology. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2008.

Foreman JC & Johansen T (ed.) Textbook of Receptor Pharmacology (2nd ed.). Boca Raton: CRC Press, 2002.

Furchgott RF. Receptor mechanisms. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 4:21,1964.

Joensuu H. Systemic chemotherapy for cancer: from weapon to treatment. Lancet Oncol. 9 (3): 304, 2008.

Katzung BG (ed.). Basic & Clinical Pharmacology (9th ed.). NY, McGraw-Hill, 2004.

Kenakin TP, Bond RA & Bonner TI. Definition of pharmacological receptors. Pharmacol. Rev. 44:351, 1992.

Lopez-Boado YS & Rubin BK. Macrolides as immunomodulatory medications for the therapy of chronic lung diseases, Current Opinion in Pharmacology 8 (3): 286–291, 2008.

Malhotra V & Perry MC. Classical chemotherapy: mechanisms, toxicities and the therapeutic win-dow. Cancer Biol. Ther. 2 (4 Suppl 1): S2–4, 2003.

Pauling L. The Nature of the Chemical Bond (3rd ed.). Ithaca, NY: Cornell University Press, 1960.

Perry MJ. The Chemotherapy source book. Philadelphia: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins, 2008.

Pierce KL, Premont RT & Lefkowitz RJ. Seven transmembrane receptors. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 3:639, 2002.

Pratt WB, Taylor P. Principles of Drug Action: The Basis of Pharmacology. NY, Churchill Living-stone, 1990.

Rachel A. Cancer chemotherapy. Wiley-Blackwell, 2009.


Schultz MJ. Macrolide activities beyond their antimicrobial effects: macrolides in diffuse panbronchi-olitis and cystic fibrosis. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 54 (1): 21–28, 2004.

Siddik ZH. Mechanisms of Action of Cancer Chemotherapeutic Agents: DNA-Interactive Alkylating Agents and Antitumour Platinum-Based Drugs. John Wiley & Sons, Ltd, 2005

Van Rossum, JM. The relation between chemical structure and biologic activity. J. Pharm. Pharma-col. 15:285, 1963.

Wong A, Soo RA, Yong WP, Innocenti F. Clinical pharmacology and pharmacogenetics of gemcita-bine. Drug metabolism reviews 41 (2): 77–88, 2009.

Wood M & Brighton D. The Royal Marsden Hospital handbook of cancer chemotherapy: a guide for the multidisciplinary team. St. Louis, Mo: Elsevier Churchill Livingstone, 2005.

211

Zwick E, Bange J & Ullrich A. Receptor tyrosine kinases as targets for anticancer drugs. Trends Mol. Med. 8:17, 2002.

212

Μαρία Κωνσταντή


ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ 213


2.Ανάδυση της Μοριακής Βιοτεχνολογίας 213

3.Γονιδιακή Θεραπεία 217

3.1.Γονιδιακή Θεραπεία Κληρονομικών Ασθενειών 219

3.2.Προοπτικές της Γονιδιακής Θεραπείας στη Βιομηχανία Φαρμάκων 219

4.Πρωτέωμα (Proteomics) 220

4.1.Αξιολόγηση της Αποτελεσματικότητας και Τοξικότητας Φαρμάκων Βασιζόμενη στο Πρωτέωμα - Ανακάλυψη Βιοϊχνηλατών 221

5.Χρήσιμα «Εργαλεία» στην Υπηρεσία της Ανάπτυξης Βιοτεχνολογικών Προϊόντων 222

5.1.Κυτταρικές Μικροσυστοιχίες (Cellular microarrays) 222

5.2.Βιοκυκλώματα (Microchips) 224

5.3.Βιοπληροφορική (Bioinformatics) 224

5.4. Πηγή Βιοαναλύσεων: PubChem (https//pubchem.ncbi.nlm.nih.gov) 225

6. Βιοτεχνολογικά Φάρμακα σε Στάδιο Ανάπτυξης 226


213

Κεφάλαιο 10

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ

1.Εισαγωγή

Η Μοριακή Βιοτεχνολογία αποτέλεσε ένα νέο ερευνητικό πεδίο στα τέλη της δεκαετίας του ΄70, ως συνέπεια της ανάπτυξης της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA και της παραδοσιακής βιομηχανικής μικροβιολογίας. Το 1973, οι Cohen, Chang, Boyer και Helling ανέπτυξαν μία μέθοδο μεταφοράς γενετικής πληροφορίας από ένα οργανισμό σε έναν άλλο. Με αυτή τη διαδικασία, η οποία είναι γνωστή με την ονομασία «τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA», είναι δυνατή η απομόνωση συγκεκριμένων γονιδίων και η εισαγωγή τους σε κύτταρα-δέκτες. Η αξιοποίηση αυτών των τεχνικών στην έρευνα είχε τεράστιο αντίκτυπο στη Βιοτεχνολογία, η οποία χρησιμοποιεί μικροοργανισμούς σε μεγάλη κλίμακα για την παραγωγή προϊόντων με εμπορική σημασία. Έτσι, δόθηκε η δυνατότητα για την ταχύτατη και αποτελεσματική παρασκευή μικροοργανισμών με ειδικά γενετικά χαρακτηριστικά. Σήμερα, οι τεχνικές αυτές εφαρμόζονται επίσης σε φυτικά και ζωικά κύταρα.

Από την αρχή, η Μοριακή Βιοτεχνολογία είχε αιχμαλωτίσει τη φαντασία των ερευνητών και του κοινού. Πολλές μικρές βιομηχανικές μονάδες εστίασαν τη δραστηριότητά τους στην κλωνοποίη-ση γονιδίων (τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA) και χρηματοδοτήθηκαν από ιδιώτες. Παρά τις αρ-χικές δυσκολίες, τα τελευταία χρόνια έχει γίνει μια πραγματική έκρηξη νέων ανακαλύψεων από τα εργαστήρια Βιοτεχνολογίας, με αποτέλεσμα πολλά νέα βιοτεχνολογικά προϊόντα να έχουν εισαχθεί στην αγορά. Π.χ., έχουν κυκλοφορήσει στο εμπόριο φαρμακευτικά προϊόντα που προέρχονται από ανθρώπινα κλωνοποιημένα γονίδια, ενώ πολλά υποσχόμενα νέα φάρμακα ευρίσκονται σε διάφορα στάδια δοκιμών. Επίσης, ανοσολογικές και διάφορες άλλες διαγνωστικές μέθοδοι, οι οποίες βασίζο-νται σε τεχνικές PCR (Polymerase Chain Reaction: αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης), αξιολογού-νται σε κλινικές μελέτες για ένα ευρύ φάσμα νοσημάτων του ανθρώπου. Έχουν αναγνωρισθεί και χαρακτηρισθεί πολλά γονίδια που εμπλέκονται στην παθογένεια διαφόρων ασθενειών. Νέα εμβόλια έχουν αναπτυχθεί από προϊόντα γονιδίων αλλά και κλωνοποιημένα γονίδια. Αξίζει να σημειωθεί, ότι έχει δεκαπλασιασθεί ο αριθμός των κλινικών δοκιμών για γονιδιακή θεραπεία διαφόρων νοσημάτων. Έχει πλήρως αποκρυπτογραφηθεί το ανθρώπινο γονιδίωμα και το πρώτο θηλαστικό έχει κλωνοποιη-θεί από διαφοροποιημένα σωματικά κύτταρα. Επίσης, τα πρώτα εμπορικώς εκμεταλλεύσιμα διαγονι-διακά φυτά έχουν χρησιμοποιηθεί σε ευρεία κλίμακα. Πολλά άλλα προϊόντα αναμένονται σύντομα.

2.Ανάδυση της Μοριακής Βιοτεχνολογίας

Στις αρχές του 1970, η παραδοσιακή βιοτεχνολογία δεν ήταν πολύ γνωστό επιστημονικό πε-δίο. Η έρευνα εστιάζονταν σε τμήματα χημικής μηχανικής και περιστασιακά σε εξειδικευμένα προ-γράμματα μικροβιολογίας. Με την ευρεία έννοια, η βιοτεχνολογία ασχολείται με την παραγωγή ε-μπορικών προϊόντων προερχόμενων από τη μεταβολική δράση μικροοργανισμών. Ένας άλλος ορι-σμός θα μπορούσε να είναι «η εφαρμογή επιστημονικών και μηχανικών αρχών στη διαδικασία πα-ραγωγής υλικών μέσω βιολογικών συστημάτων, με σκοπό την παραγωγή αγαθών και υπηρεσιών». Προς χάριν της ιστορίας θα μπορούσαμε να πούμε, ότι η βιοτεχνολογία ξεκινά τότε που χρησιμοποι-ήθηκε η βρώμη για την παρασκευή μπύρας και τα βακτηρίδια για την παρασκευή γιαουρτιού.

Ο όρος «Βιοτεχνολογία» επινοήθηκε το 1917 από τον Ούγγρο μηχανικό Karl Ereky με σκοπό να περιγράψει τη διαδικασία της ευρείας παραγωγής χοιριδίων, με τη χρήση ζαχαρότευτλων ως πηγή τροφής. Σύμφωνα με τον Ereky, η βιοτεχνολογία είναι όλη η εργασία με την οποία ορισμένα προϊό-ντα παράγονται από διάφορες πρώτες ύλες με τη βοήθεια ζώντων οργανισμών. Επί σειράν ετών α-γνοήθηκε ο ορισμός του Ereky και υπήρχαν πολλές αντικρουόμενες απόψεις, έως ότου ο Σουηδός μικροβιολόγος Carl Göran Hedén (1977) πρότεινε το «Biotechnology and Bioengineering», ως τίτλο επιστημονικού περιοδικού στο πεδίο της βιομηχανικής ζύμωσης με τη χρήση μικροβίων. Από τότε

και υπηρτης μηχα

σμού

πηγή

γάλοσχημπρω

ταρο

ΕικόΑ). (qualΒ). B

ου απαρατης διαδδίου

μέχρι σήμερρεσιών με διτην τεχνογνωανικής.

Η βιομηύς περιλαμβ

α) Upstrή τροφής για

β) Ζύμωο βιοαντιδραματισμό) τηςωτεΐνη.

γ) Downοκαλλιέργεια

όνα 10.1. Φω(http://www.bilification-scalaBioreactor (fro

Η βιοτεχαυτής της διααχθούν προϊόδεκαετίας τοδικασίες καθυ του βιομετα

ρα η βιοτεχνοιαδικασίες κωσία και τα

ηχανική διαδάνει τρία στάream διαδικαα τον μικροορωση και μετααστήρα (συνς επιθυμητής

nstream διαδας είτε από τ

ωτογραφία (Α) ioprocessintl.cable-disposabom Wikipedia

χνολογική έραδικασίας, κόντα χρήσιμου 1960 και ώς και στην ασχηματισμο

ολογία σχετίατά τις οποίεπιστημονικ

δικασία παράδια: ασία: παρασκργανισμό-στασχηματισμόνήθως >100 ς ουσίας, η ο

δικασία: καθαα ίδια τα κύτ

και σχηματικήcom/upstreamble-bioreactor, the free ency

ρευνα στοχεύκαθώς και στα ως τρόφιμ1970 η έρεπαρασκευή ού ήταν η πλ

214

ίζεται με τη ίες χρησιμοπκά πεδία της

ραγωγής ενό

κευή ενός ατόχο. ός: ανάπτυξηλίτρα, Εικόνοποία μπορεί

αρισμός της τταρα.

ή απεικόνιση (m-processing/ur-gmp-compliayclopedia, htt

ύει στη μεγιστην εύρεση μα, συμπληρώευνα εστιάστκατάλληλωνλέον πολύπλ

μελέτη της βποιούνται βιος μικροβιολο

ός βιοτεχνολ

ακατέργαστου

η του μικροονα 10.1.) μενα είναι, π.χ

νέας ουσίας

(Β) βιοαντιδραupstream-singant-cell-culturtps://en.wikipe

στοποίηση τμικροοργανιώματα διατροτηκε περισσόν βιοαντιδραλοκη διαδικα

βιομηχανικήςολογικά συστγίας, της βιο

ογικού προϊ

υ υλικού, πο

οργανισμού-ε την ακόλουχ., ένα αντιβι

ς είτε από το

αστήρα. gle-use-technore/). edia.org/wiki/

ης αποτελεσισμών από τοφής και φάρότερο στις upαστήρων. Η βασία. Η παρα

ς παραγωγήςτήματα. Έχεοχημείας και

ϊόντος από μ

ου θα χρησιμ

-στόχου (ζύμυθη παραγωιοτικό, ένα α

ο θρεπτικό υλ

ologies/develop

/Bioreactor).

σματικότηταςτους οποίουςρμακα. Κατάpstream καιβελτιστοποίηαγωγή σε ευρ

ς αγαθών και δε ως βάσηι της χημικής

μικροοργανι

μοποιηθεί ως

μωση) σε μεωγή (βιομετααμινοξύ ή μια

λικό της κυτ

pment-

ς κάθε σταδίς μπορούν ναά τη διάρκεια

downstreamηση του σταρεία κλίμακα

αι η ς

ι-

ς

--α

-

ί-α α m α-α

προϊτώτεριώδειδώπήρχγής. της τελικκλίμεπιλόπω

εξαιεξετση ήτων μεγά

ανασ

Σχήμθεια με το

ϊόντων από μερη των προδη ακτινοβοών σε μια πρχαν αστάθμη Σε περιπτώεπιθυμητής κώς να αναχμακα. Παρ’όλογής» για τηως η παραγωγ

Οι παραιτίας του μεγτασθούν. Επιήταν η βελτίωγενετικών δάλα βήματα γ

Όμως, ησυνδυασμένο

μα 10.1. Διαδμιας περιορισο DNA στόχο ε

μικροβιακά εοσδοκιών. Ακλία χρησιμοροσπάθεια ναητοι παράγονώσεις, π.χ., πουσίας, υπήχαιτιστεί η αλες τις δυσκη βελτίωση γή αντιβιοτικαδοσιακές διγάλου αριθμοιπλέον, το καωση μιας συγδυνατοτήτωνγια την εμποη φύση της βου DNA (rec

ικασία κλωνοστικής ενδονουεισάγονται σε

είδη, τα οποίκολούθως, μοποιήθηκαν γα δημιουργηθντες που περου ένα μεταήρχε το ενδεχανάπτυξη τουκολίες, οι παστελεχών ήκών. ιαδικασίες γού των αποικαλύτερο απογκεκριμένης ν του. Παρά ορική παραγωβιοτεχνολογίcombinant D

ποίησης DNAυκλεάσης και σκύτταρα ξενισ

215

ία ευρίσκοντμεταλλάξεις για τη μετατθούν βελτιωριόριζαν τηναλλαγμένο σχόμενο να δυ μικροβιακοαραδοσιακές ήταν εξαιρετι

γενετικής βελκιών, οι οποοτέλεσμα πους κληρονομούτους περιορωγή βιοτεχνοίας άλλαξε ο

DNA) (Σχήμα

. Το DNA στόχστη συνέχεια εστές προς ανάπ

ται στο φυσιπροκαλούμετροπή της γωμένες παραγν απόδοση τωτέλεχος παρδιαταραχθούνού στελέχουςστρατηγικέςικά επιτυχημ

λτίωσης απαίες έπρεπε νυ μπορούσε ύμενης ιδιότηρισμούς αυτοολογικών προολοσχερώς μα 10.1.).

όχος αποσπάταεισέρχεται σε έπτυξη και παρ

κό περιβάλλενες από χημενετικής σύσγωγικές διαδων βιολογικώήγαγε υπερβν άλλες μετας, όταν η ζύμς «προκλητήςμένες σε μια

αιτούσαν χρόα επιλεγούν,να επιτευχθεητας του στεούς, μέχρι τοοϊόντων σε εμε την ανάπτ

αι από την πηγένα φορέα κλωαγωγή της επι

λον, ήταν συχμικά μιτογόνστασης των δικασίες. Όμών συστημάτβολικά μεγάαβολικές λειμωση γινότας μεταλλαξιοα σειρά από

όνο και υψη, να καταγραεί με αυτή τελέχους παράο τέλος του ευρεία κλίματυξη της τεχ

γή (οργανισμό)ωνοποίησης. Οιθυμητής πρωτ

χνά πολύ κανα ή την υπευπαρχόντωνως, συχνά υτων παραγωλη ποσότηταιτουργίες κααν σε μεγάληογενέσης καδιαδικασίες

ηλές δαπάνεςαφούν και ναην προσέγγιά η επέκταση1970, έγινανακα. χνολογία του

) με τη βοή-Ο φορέας μαζίτεΐνης.

α--ν --α αι η αι ς,

ς α ι-η ν

υ

ί

τεχνμέσακύττνης,τεχνραγωων, δρασπαρα

σε έΜορστημ(Σχή

Σχήμμεγά

(197φορίΈτστουνερευ

Με αυτένολογικής παα να δημιουταρα θα μπορ ιντερφερόνηνολογία του ωγή μεγάλωνπου συναντώστήρες που αχθούν με με

Ο συνδυένα δυναμικριακή Βιοτεχμονικές περιήμα 10.2.).

μα 10.2. Επισάλη ποικιλία εμ

Όπως α73) εδραίωσαίες μπορούνσι, απέδειξανν αυτόνομες υνητές εισήγ

ές τις τεχνικέαραγωγής πρργηθούν νέαρούσαν να χης, αυξητικήανασυνδυασν ποσοτήτωνώνται σε ποπαρήγαγαν νετάλλαξη καυασμός της τό, συναρπασχνολογία. Είνιοχές και τις

στημονικά πεδίμπορικών προ

αναφέρθηκε, αν την τεχνον να συνδυασν ότι νέες γενεξωχρωμοσωγαγαν μικρά τ

ές, η τελειοπροϊόντων ήταα στελέχη υψχρησιμοποιηθής ορμόνης, σμένου DNAν χρήσιμων λύ μικρές πονέα, τροποπαι επιλογή ή μτεχνολογίας τστικό και ενναι ένα επιστχρησιμοποι

ία που συμβάλϊόντων.

τα πρωτοποολογία του αστούν και νανετικές οντόωμιακές δομτμήματα πλα

216

ποίηση της φαν δυνατόν νψηλής παραγθούν σαν «βιιικών αντιγό

A θα μπορούσενώσεων χαοσότητες στοιημένα γονμε διασταυρτου ανασυνδντόνως αντατημονικό πειεί για την πα

λλουν στην ανά

ορειακά πειανασυνδυασμα αποτελέσοότητες μπορομές DNA, ποασμιδίου στο

φάσης της βιονα γίνει άμεγωγικότηταςιολογικά εργόνων και μεγσε, επίσης, ναμηλού μοριατην φύση. Φυνιδιακά προϊόούμενη αναπδυασμένου Dαγωνιστικό πδίο, το οποίοαραγωγή πο

άπτυξη της Μο

ράματα τωνμένου DNA,ουν μια νέα ούν να ληφθου είναι σήμεο βακτηρίδιο

ομετατροπήςσα. Η γενετις. Μικροοργαγοστάσια» γιαγάλης ποικιλνα χρησιμοποακού βάρουςυτά και ζώαόντα, τα οποπαραγωγή. DNA με τη βπεδίο μελέτηο δανείζεται λύτιμων βιοτ

οριακής Βιοτεχ

ν Cohen, Ch δείχνοντας γενετική δοούν από βακερα γνωστές ο Escherichia

ς στη διαδικαική μηχανικανισμοί και α την παραγλίας άλλων ποιηθεί στη βς καθώς και α έγιναν φυσοία δεν ήταν

βιοτεχνολογίαης, το οποίο γνώσεις από

οτεχνολογικώ

εχνολογίας, η ο

hang, Boyer πως οι γενε

ομή ικανή νακτηρίδια, τα ως «πλασμίδ

a Coli, το οπ

ασία της βιοκή παρείχε ταευκαριωτικάωγή ινσουλίπρωτεϊνών. Ηβιολογική παμεγαλομορί

σικοί βιοαντιν δυνατόν να

α δημιούργηονομάστηκεό πολλές επιών προϊόντων

οποία παράγει

και Hellingετικές πληροα αντιγραφείοποία διαθέδια». Οι ίδιοποίο χρησιμο

-α ά ί-Η α-ί-ι-α

-ε ι-ν

ι

g -ί. -οι -

ποίηνα γκλεάτη δεκείννουκοι δενταςειδικβακτωρηθα μπαρατην θα μ

Εικό(Ove

χώς ακή ντωνϊόνττις πασφείνακής

3.Γ

ησαν ως ξενιγίνει εφικτόςάση (restrictiδημιουργία μίνες άλλων μκλεάσης. Μεεν υπήρχαν πς βιολογικά εκών ακολουθτηριδιακά πλητικά να κλωμπορούσε νααδοχή ότι είπειραματικήμπορούσαν ν

όνα 10.2. Escherview of E.co

Οι στραραγδαίες μεΒιοτεχνολον συστημάτωτων. Εξαιτίαςπιθανές επιδρφαλής μέθοδοαι η ιδιωτική μηχανικής.

Γονιδιακή

στή (Εικόνας ο γενετικόion endonouμικρής προέκμορίων DNAε αυτόν τον τπριν. Επίσηςενεργό. Έδειθιών από προλασμίδια. Απωνοποιηθεί μα διατηρηθεί ίναι εφικτή ηή βάση για τηνα λειτουργήσ

herichia Coli oli, http://abou

ατηγικές και εταβολές. Εκογία θα εξακων με νέες λς της ευρείαςράσεις της σος, και αν υπή δημόσια ι

Θεραπεί

10.2.). Για νός έλεγχος τωuclease), η οπκτασης στο κA, οι οποίες τρόπο, μπορες, μπορεί έναιξαν, ότι η μέοκαρυωτικά πό αυτήν τηνμέσα σε ένα πεπ’αόριστονη κλωνοποίηην τεχνολογίσουν ως φορ

utecoli.blogsp

τα πειραματκείνο όμως, πκολουθήσει νλειτουργίες κς της απήχησστην κοινωνίαπάρχουν πιθδιοκτησία τω

ία

217

να αποφευχθων πλασμιδίποία κόβει τοκάθε άκρο. Αέχουν υποστεί να προκύψα γονίδιο να έθοδός τους ή ευκαρυωτν άποψη, κάπλασμίδιο, τν και να παράηση γονιδίωνγία του ανασυρείς (vectors)

ot.gr/2013/10

τικά θεμέλια που φαίνεταινα είναι μια και δυνατότησης η Μοριαα. Μερικές αθανές αρνητιων οργανισμ

θεί η τυχαιοπίων, χρησιμοο μόριο του Αυτές οι προτεί επίσης τηψουν νέοι συεισαχθεί απθα μπορούστικά χρωμοσώάθε γονίδιο ατο οποίο μετάγει την αντίν, οι Cohen,υνδυασμένου) κλωνοποιημ

0/overview-of-

της Μοριακι αναπόφευκσταθερή καητες για τη σακή Βιοτεχνοαπό τις ανησικές επιπτώσμών που προκ

ποίηση αυτήςοποίησαν μίαDNA σε ειδοεκτάσεις μπην επίδραση νδυασμοί βάό ένα πλασμσε να είναι χρώματα ή εξωαπό κάθε οργτά την εισαγωίστοιχη πρωτ Chang, Boyυ DNA και έμένων γονιδί

ecoli.html)

κής Βιοτεχνοκτο, είναι ότι ι σημαντικήσύνθεση σημολογία έχει μσυχίες αφοροσεις στο περικύπτουν με τ

ς της προσέγα περιοριστιδικές θέσεις κπορούν να στης περιορι

άσεων στο Dμίδιο σε άλλορήσιμη για τωχρωμοσωμιγανισμό θα μωγή σε κύτττεΐνη. Στηριyer και Hellέδειξαν ότι τίων.

ολογίας υφίσι και στο μέλή μέθοδος ανμαντικών εμπμπει στο μικρούν στο κατάιβάλλον. Έντην εφαρμογ

γγισης και γιαική ενδονουκαι επιτρέπεσυνδεθούν μειστικής ενδο

DNA, οι οποίο, παραμένοτην εισαγωγήιακό DNA σεμπορούσε θεταρο-ξενιστήζόμενοι στηνing παρείχαντα πλασμίδια

στανται συνελλον η Μορινάπτυξης ζώπορικών προροσκόπιο γιαά πόσον είνανα άλλο θέμαγή της γενετι

α -ει ε -ί--ή ε ε-ή, ν ν α

-ι---α αι α ι-

218

H γονιδιακή θεραπεία (gene therapy) θεωρείται επαναστατικό επίτευγμα της Mοριακής Γενε-τικής και Bιοτεχνολογίας. Αναμένεται να πρωταγωνιστήσει στην Iατρική αυτού του αιώνα με στόχο την πρόληψη και ριζική θεραπεία διαφόρων ασθενειών. Στηρίζεται στην επέμβαση στα γενετικά χα-ρακτηριστικά ενός οργανισμού και δημιουργεί προσδοκίες, οι οποίες συχνά εγγίζουν τα όρια της επι-στημονικής φαντασίας και προκαλούν δέος για τις δυνατότητες και εφαρμογές αυτής της μεθόδου. Ξεκίνησε αρχικά ως μία μέθοδος επιδιόρθωσης μιας γενετικής ανωμαλίας με την εισαγωγή ενός «θε-ραπευτικού» γονιδίου σε έναν οργανισμό με σκοπό να αντικαταστήσει ένα ελαττωματικό γονίδιο. Aυτή η αρχική ιδέα έχει πλέον επεκταθεί και σε άλλες μεθόδους με κοινό χαρακτηριστικό την αλλαγή της γενετικής σύστασης ενός κυττάρου με στόχο τη θεραπεία του ασθενούς.

Κατά τη γονιδιακή θεραπεία τροποποιούνται γενετικά τα σωματικά κύτταρα ενός ασθενούς, εφαρμόζοντας μία σειρά από διάφορες τεχνικές. Επιλεγμένο γενετικό υλικό του ασθενούς εισάγεται μέσω ειδικών φορέων (vectors) σε κύτταρα-στόχους του ασθενούς. Αυτή η διαδικασία γίνεται ενδο-σωματικά (in vivo) ή εξωσωματικά (ex-vivo), με σκοπό να επιφέρει τις κατάλληλες μοριακές γενετι-κές μεταβολές στα κύτταρα, ώστε να καταπολεμηθεί η ασθένεια και να αποκατασταθεί ο φυσιολογι-κός φαινότυπος. Tο γενετικό υλικό, το οποίο εισάγεται μέσα στα κύτταρα μπορεί να είναι:

- Συγκεκριμένα κλωνοποιημένα ανθρώπινα γονίδια (μαζί με τις αλληλουχίες εκείνες που ρυθμίζουν την έκφραση των γονιδίων αυτών).

- Τμήματα ανθρώπινων γονιδίων. - Γονίδια από άλλους οργανισμούς. - Συνθετικά ολιγονουκλεοτίδια. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η γονιδιακή θεραπεία στοχεύει στην γενετική τροποποίηση

ελαττωματικών κυττάρων, τα οποία είναι υπεύθυνα για συγκεκριμένη ασθένεια. Σε άλλες όμως περι-πτώσεις στόχος της γονιδιακής θεραπείας είναι η ενεργοποίηση φυσιολογικών κυττάρων, όπως π.χ. συμβαίνει με τα υγιή κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος.

H γονιδιακή θεραπεία αναπτύχθηκε ραγδαία, γιατί έδωσε τη δυνατότητα να αντιμετωπιστούν ασθένειες για τις οποίες δεν υπήρχε αποτελεσματική θεραπεία. Στον Πίνακα 10.1 αναφέρονται οι α-σθένειες, για τις οποίες υπάρχουν κλινικές δοκιμές σε εξέλιξη για την αντιμετώπιση τους με γονιδια-κή θεραπεία.

Έχουν αναπτυχθεί διάφορες στρατηγικές, οι οποίες αποσκοπούν στην αντιμετώπιση ορισμέ-νων βασικών κατηγοριών ασθενειών. O βαθμός καταπολέμησης, όμως, της κάθε ασθένειας εξαρτάται από τη φύση της γενετικής ανωμαλίας.

Oι κατηγορίες των ασθενειών που στοχεύει η γονιδιακή θεραπεία είναι οι ακόλουθες: - Κληρονομικές ασθένειες που οφείλονται σε ένα ελαττωματικό γονίδιο. - Νεοπλάσματα, δηλαδή ασθένειες που οφείλονται στην ακανόνιστη και συνεχή κυτταρική

διαίρεση και πολλαπλασιασμό - Ασθένειες που προέρχονται από μόλυνση με ιούς ή μικρόβια. - Δυσλειτουργίες του ανοσοποιητικού συστήματος, όπως συμβαίνει σε αλλεργίες, αυτοά-

νοσα νοσήματα, φλεγμονές.

Πίνακας 10.1.

Ασθένειες στις οποίες έχει εφαρμοστεί δοκιμαστικά γονιδιακή θεραπεία.

Νεοπλάσματα (μελάνωμα, καρκίνος νεφρών, ωοθηκών, εγκεφάλου, πνευμόνων, ήπατος, μα-στού, εντέρου, προστάτη, μεσοθηλίωμα, λευχαιμία, πολλαπλό μυέλωμα) SCID (severe combined immunodeficiency, βαρεία συνδυασμένη ανοσοανεπάρκεια) λόγω ανε-πάρκειας της απαμινάσης της αδενοσίνης Κυστική ίνωση AIDS Οικογενής υπερχοληστερολαιμία Αιμορροφιλία

219

Ανεπάρκεια της φωσφορυλάσης της νουκλεοσιδικής πουρίνης Ανεπάρκεια της άλφα-1-αντιθρυψίνης Αναιμία Fanconi Σύνδρομο Hunter Χρόνια κοκκιωμάτωση Ρευματοειδής αρθρίτιδα Καρδιαγγειακές παθήσεις

H γονιδιακή θεραπεία, όπως εφαρμόζεται σήμερα, επεμβαίνει μόνο στα σωματικά κύτταρα των ασθενών δηλαδή δεν επηρεάζει τις άωρες ή ώριμες μορφές των γενετικών κυττάρων αναπαραγω-γής (σπερματοζωάρια και ωάρια). Τυχόν τροποποίηση των γενετικών κυττάρων, δηλαδή η ενδεχόμε-νη προσπάθεια μεταφοράς αλλοιωμένου γονιδιώματος στους απογόνους, παραμένει ένα σοβαρό α-νοικτό θέμα ηθικής και δεοντολογίας. 3.1.Γονιδιακή Θεραπεία Κληρονομικών Ασθενειών

Yπάρχουν ορισμένες γενετικές ανωμαλίες, οι οποίες θεωρητικά αντιμετωπίζονται πιο εύκολα

με γονιδιακή θεραπεία. Tέτοιες ανωμαλίες π.χ. είναι οι μονογονιδιακές (single-gene disorders), οι οποίες οφείλονται στην έλλειψη ή ανωμαλία στη λειτουργία ενός συγκεκριμένου γονιδιακού προϊό-ντος. Σε αυτές τις περιπτώσεις ένα μεταλλαγμένο γονίδιο προκαλεί ανεπάρκεια στην παραγωγή μιας πρωτεΐνης και έχει ως αποτέλεσμα να εκδηλώνεται νόσος.

H μεταφορά μέσω φορέων και η έκφραση ενός εξωγενούς φυσιολογικού αντιγράφου του γο-νιδίου στα κύτταρα του ασθενούς μπορεί να αντισταθμίσει την έλλειψη φυσιολογικής πρωτεΐνης. H φυσιολογική λειτουργία των κυττάρων τότε αποκαθίσταται, γιατί παράγεται αρκετή ποσότητα της πρωτεΐνης που έλειπε.

O τρόπος αυτός της γονιδιακής θεραπείας ονομάζεται "γονιδιακή ενίσχυση" (gene augmentation). H γονιδιακή ενίσχυση έχει εφαρμοστεί περισσότερο σε κληρονομικές ασθένειες, που σχετίζονται με τη μετάλλαξη ενός γονιδίου και οι οποίες διακρίνονται σε υποτελείς (ή αλλιώς υπολει-πόμενες) και σε επικρατείς.

Αρκετές τέτοιες ασθένειες έχουν χαρακτηρισθεί μέχρι στιγμής και το σημαντικότερο είναι ότι έχουν κλωνοποιηθεί και ταυτοποιηθεί τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για αυτές. Στον Πίνακα 10.2. αναφέρονται ορισμένες μονογονιδιακές κληρονομικές ασθένειες, υποψήφιες για εφαρμογή γονιδια-κής θεραπείας. Στόχος είναι η μεταφορά του φυσιολογικού γονιδίου στους ασθενείς.

3.2.Προοπτικές της Γονιδιακής Θεραπείας στη Βιομηχανία Φαρμάκων

Μέχρι πρόσφατα οι διάφοροι αναλυτές θεωρούσαν ότι θα περάσουν πολλά χρόνια προτού η γονιδιακή θεραπεία μπορέσει να έχει κλινικές εφαρμογές. Η επιτυχημένη όμως εφαρμογή γονιδιακής θεραπείας σε μία τετράχρονη ασθενή με το σύνδρομο της ανεπάρκειας της αδενοσινικής απαμινάσης, που έγινε το 1990 από τους ερευνητές του ΝΙΗ (National Institute of Health) των ΗΠΑ, άνοιξε τον δρόμο για την αλματώδη πρόοδο που έχει σημειωθεί σήμερα στον τομέα αυτό.

Ενδεικτικό της μεγάλης σημασίας που δίνεται στην γονιδιακή θεραπεία είναι το γεγονός ότι μεγάλες φαρμακευτικές εταιρείες αποφάσισαν τα τελευταία δεκαπέντε χρόνια να επενδύσουν μεγάλα χρηματικά ποσά στην έρευνα για την ανάπτυξη συστημάτων γονιδιακής θεραπείας. Το ΝΙΗ επενδύει σε αυτό τον τομέα της έρευνας περίπου 200 εκατομμύρια δολάρια τον χρόνο και υπολογίζεται ότι ανάλογο ποσό επενδύεται και από τις βιοτεχνολογικές και φαρμακευτικές εταιρείες. Περισσότερα από 100 σχετικά πρωτόκολλα έχουν εγκριθεί στις ΗΠA μέχρι σήμερα.

Από το 1988, λειτουργεί στις ΗΠΑ μία εικοσιπενταμελής Συμβουλευτική Επιτροπή Ανασυν-διασμένου DNA (RAC: Recombinant DNA Advisory Committee), με σκοπό να ελέγχει τα πρωτο-κόλλα γονιδιακής θεραπείας. Η επιτροπή RAC αποτελείται από βιολόγους, ιατρούς, κοινωνιολόγους, νομικούς και άλλους ειδικούς επιστήμονες. Βασικό, όμως, ρόλο στον έλεγχο των πρωτοκόλλων κυτ-ταρικής και γονιδιακής θεραπείας και τελικά στην έγκρισή τους διαδραματίζουν οι ειδικές υπηρεσίες

220

Βιολογικών Προϊόντων του FDA (Food and Drug Administration), καθώς επίσης και του NIH (Na-tional Institute of Health). Μια ανάλογη επιτροπή λειτουργεί και στην Αγγλία, η οποία ονομάζεται Συμβουλευτική Επιτροπή Γονιδιακής Θεραπείας (GTAC: Gene Therapy Advisory Committee). Πα-ράλληλα, υπάρχει μία κεντρική ευρωπαϊκή επιτροπή (ESGCT, European Society of Gene and Cell Therapy), που εδρεύει στο Λονδίνο στο πλαίσιο λειτουργίας του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Φαρμά-κων (EMA, European Medicines Agency).

Πίνακας 10.2. Κληρονομικές ασθένειες που οφείλονται στην μετάλλαξη ενός γονιδίου

(μονογονιδιακές ασθένειες) ΑΣΘΕΝΕΙΑ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΟ ΓΟΝΙΔΙΟ

Aνοσοανεπάρκεια Αδενοσινική απαμινάση Yπερχοληστερολαιμία Υποδοχέας LDL Aιμορροφιλία Παράγοντας IX, παράγοντας VIII Aσθένεια Gaucher Γλυκοσερεβροζιδάση Eμφύσημα α1-Αντιθρυψίνη Kυστική ίνωση Ρυθμιστής κυστικής ίνωσης Φαινυλκετονουρία Υδροξυλάση της φαινυλαλανίνης Mυϊκή δυστροφία Δυστροφίνη Θαλασσαιμία β-Σφαιρίνη Δρεπανοκυτταρική αναιμία β-Σφαιρίνη Yπεραμμωνιαιμία Τρανσκαρβαμυλάση της ορνιθίνης

Ένα πρόβλημα που αντιμετωπίζει η εφαρμογή γονιδιακής θεραπείας σε ευρεία κλίμακα είναι ότι πρέπει να αναπτυχθούν «ενδοσωματικές» (in vivo) στρατηγικές, οι οποίες είναι πιο εύχρηστες από τις «εξωσωματικές» (ex vivo). Κύριος στόχος των βιοτεχνολογικών εταιρειών είναι να αναπτύξουν παρακαταθήκη γονιδίων, τα οποία θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν σε μελλοντικές κλινικές μελέτες. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι η κλινική πρόοδος στη γονιδιακή θεραπεία είναι αργή. Ένα σημα-ντικό πλήγμα στο πεδίο αυτό συνέβη το 1999, όταν έλαβε μεγάλη δημοσιότητα ο θάνατος ενός ασθε-νούς κατά τη διάρκεια μιας κλινικής μελέτης στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνιας. Είχε χορηγηθεί στον ασθενή ο τροποποιημένος φορέας Ad5, ο οποίος έφερε το γονίδιο της αποκαρβοξυλάσης της ορνιθίνης. Πιστεύεται ότι ο ασθενής πέθανε από μαζική ανοσολογική αντίδραση στον φορέα Ad5. Τα επόμενα έτη υπήρξαν κάποιες επιτυχείς εφαρμογές γονιδιακής θεραπείας. Δυστυχώς, η τραγική περί-πτωση μιας μοιραίας λευχαιμίας σε ένα νήπιο, ως συνέπεια γονιδιακής θεραπείας, προκάλεσε την αναδίπλωση της επιστημονικής κοινότητας. Έκτοτε, οι έλεγχοι από τους αρμόδιους φορείς είναι εξαι-ρετικά αυστηροί και οι εγκρίσεις παρέχονται με φειδώ.

4.Πρωτέωμα (Proteomics) Πρωτέωμα είναι το σύνολο των πρωτεϊνικών μορίων που παράγονται ή τροποποιούνται από

έναν οργανισμό ή ένα βιολογικό σύστημα. Οι πρωτεΐνες αυτές μπορεί να μεταβάλονται ανάλογα με τις γενικότερες συνθήκες και το εξωτερικό περιβάλλον ενός κυττάρου. Η μελέτη του πρωτεώματος αντανακλά και τις μεταβολές που μπορεί να υφίσταται το γονιδίωμα που εμπλέκεται στη σύνθεση αυτών των πρωτεϊνών. Ο εστιασμός της έρευνας στο πρωτέωμα άρχισε να κερδίζει έδαφος από τις αρχές του αιώνα, ειδικά στο πεδίο της θεραπευτικής. Οι μέχρι τώρα γνώσεις μας υπόσχονται ευρεία κλίμακα επαναστατικών τεχνικών και στρατηγικών με δυνητική εφαρμογή στα διάφορα στάδια της ανάπτυξης νέων φαρμάκων. Αυτό περιλαμβάνει την εύρεση και επικύρωση του φαρμάκου-στόχου αλλά και των αρίστων συνθηκών για πρωτοποριακές προκλινικές και κλινικές μελέτες σχετικά με το τοξικολογικό προφίλ του φαρμάκου.

221

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η επιτυχής έκβαση της ανάλυσης του ανθρωπίνου γονιδιώματος το 2003 και τα πολυάριθμα δεδομένα, που προέκυψαν, θα συμβάλλουν πολύ στην επιτάχυνση της ανακάλυψης νέων φαρμάκων. Οι πρωτεΐνες, ως γνωστόν, είναι ουσίες κλειδιά στον οργανισμό μας. Η συγκριτική ανάλυση των πληροφοριών από τις μελέτες του γονιδιώματος και του πρωτεώματος οδή-γησε στο συμπέρασμα, ότι τα γονιδιακά μηνύματα συχνά αποτυγχάνουν να συσχετισθούν με την ποι-κιλία των πρωτεϊνών και κυρίως με τη λειτουργία τους. Ο κανόνας «ένα γονίδιο - μία πρωτεΐνη» δεν ισχύει πλέον, γιατί ένα γονίδιο μπορεί να κωδικοποιεί περισσότερες μορφές μιας πρωτεΐνης. Επιπλέ-ον, η λειτουργικότητα μίας πρωτεΐνης καθορίζεται κυρίως από την τρισδιάστατη δομή της, η οποία μπορεί να αλλάξει, όταν αυτή αλληλεπιδρά με άλλες πρωτεΐνες ή άλλα στοιχεία του κυττάρου. Παρ’όλη την πολυπλοκότητα όμως της πρωτεϊνικής υπόθεσης, οι πρωτεΐνες εξακολουθούν να είναι τα «κλειδιά» για την κατανόηση των βιολογικών λειτουργιών και του τρόπου που αυτές διαφέρουν μεταξύ φυσιολογικών συνθηκών και παθολογικών καταστάσεων. Όσο πιο πολλά «κλειδιά» μπορούμε να βρούμε τόσο περισσότερες πόρτες μπορούμε να ανοίξουμε. Οι περισσότεροι στόχοι των φαρμά-κων είναι πρωτεΐνες, ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να εστιάζεται η ερευνητική προσπάθεια σε πρω-τεϊνικό επίπεδο.

Εξαιτίας του τεράστιου ενθουσιασμού γύρω από την υπόθεση του πρωτεώματος, έχει δοθεί αξιοσημείωτη έμφαση από τη φαρμακευτική βιομηχανία, τις βιοτεχνολογικές εταιρείες και τα Πανε-πιστήμια στη χρηματοδότηση ερευνών γύρω από τον καθορισμό στρατηγικών, που θα κάνουν αποτε-λεσματικότερη την ανάπτυξη νέων φαρμάκων και διαγνωστικών εργαλείων.

4.1.Αξιολόγηση της Αποτελεσματικότητας και Τοξικότητας Φαρμάκων Βασιζό-μενη στο Πρωτέωμα - Ανακάλυψη Βιοϊχνηλατών

Η μελέτη του πρωτεώματος έχει ευρεία εφαρμογή και στοχεύει στα ακόλουθα: α) Ταξινομεί και χαρακτηρίζει στο γονιδίωμα τις πλήρεις αλληλουχίες που κωδικοποιούν

πρωτεΐνες. β) Συγκρίνει τα επίπεδα της έκφρασης των πρωτεϊνών κάτω από διαφορετικές συνθήκες, φυ-

σιολογικές και παθολογικές. γ) Ταυτοποιεί και χαρακτηρίζει τις πρωτεϊνικές τροποποιήσεις, όπως τη φωσφορυλίωση, την

ακετυλίωση, τη γλυκοσυλίωση, τη μεθυλίωση κ.ά. δ) Εντοπίζει την πρωτεϊνική έκφραση κατά κατηγορίες ιστών σε δεδομένο χρόνο. ε) Βοηθά στην κατανόηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ πρωτεϊνών αλλά και μεταξύ πρωτε-

ϊνών και άλλων βιολογικών μορίων (π.χ., DNA, RNA) και χημικών ουσιών σε επίπεδο κυττάρου. Η προσέγγιση αυτή είναι πολύ χρήσιμη για την κατανόηση της θεμελιώδους κυτταρικής βιο-

λογίας, αλλά και των βιοχημικών διαδικασιών και οδών, οι οποίες εμπλέκονται στην νόσο και ως εκ τούτου παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων. Διάφορες νοσογόνες καταστάσεις συνδέονται με μεταβολές σε επίπεδο πρωτεϊνικής έκφρασης. Έτσι, μελετώντας αυτές τις μεταβολές, σε διαφορετικές κυτταρικές συνθήκες – φυσιολογικές παθολογικές - συγκεντρώνουμε πληροφορίες για τα παθοφυσιολογικά αίτια μιας νόσου και για τη στρατηγική που πρέπει να ακολουθηθεί κατά την αντιμετώπισή της.

Από την άλλη πλευρά, ειδικοί βιοανιχνευτές (biomarkers) που εντοπίζονται με βάση την πρωτεωμική, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως πρωτεϊνικές «υπογραφές», χρήσιμες στον προ-κλινικό τοξικολογικό έλεγχο νέων χημικών ουσιών, καθώς και στη διάγνωση ή την πρόγνωση διαφό-ρων νόσων.

Η μελέτη των επιδράσεων ενός φαρμάκου σε επίπεδο πρωτεϊνών ονομάζεται φαρμακοπρω-τεωματική (pharmacoproteomics). Η έρευνα σε αυτό το πεδίο έχει ως στόχο, μεταξύ άλλων, την ανά-πτυξη τεχνολογιών, που θα συμβάλλουν στην διαλεύκανση του «μυστηρίου» των πρωτεϊνών και θα βοηθήσουν στην παραγωγή και ανακάλυψη φαρμάκων σε μεγάλη κλίμακα. Έχει τρεις προσεγγίσεις: 1. το προφίλ, 2. τη λειτουργικότητα και 3. τη δομή των πρωτεϊνών.

Οι περισσότερες μελέτες τα τελευταία χρόνια σχετικά με την τοξικότητα φαρμάκων έχουν εστιαστεί στην διαλεύκανση του μηχανισμού της ηπατοτοξικότητας και νεφροτοξικότητας, που προ-καλείται από φάρμακα, όπως η παρακεταμόλη, τα παράγωγα της πυριμιδίνης, η κυπροτερόνη, η δε-

ξαμεπολλσημσυγκ

μένωτη βμάκω

5.ΧΠρ 5.1.

ενδιδήγηαπό αυτόκαν σιώνμελέκόνα

Εικόhttps

λής χρον

εθαζόνη καιλών φαρμάκειωθεί, ότι σκεκριμένες π

Σήμερα,ων, η οποία θβιοπληροφορων.

Χρήσιμα «ροϊόντων

.Κυτταρικ Η πρόοδ

ιαφέρον για τησε σε θεαμτη φαρμακεός να γίνεταιοι κυτταρικν, με στόχο έτη βλαστικώα 10.3).

όνα 10.3. Πειρs://healthinfor

Οι κυτταποιότητας κνη εξέταση δ

ι η σισπλατίνκων και ως εκσε πολλές πεπρωτεΐνες κα, έχουν πλέονθα στηρίζεταρική. Τα δεδο

«Εργαλεία

κές Μικρο

δος της βιοτετη δυναμικήατική αύξησευτική βιομηι γρήγορα, αξκές μικροσυστην ανακάλυών κυττάρων

ραματική διάταrmatics.wikisp

αρικές μικροκαι αποτελεσδεκάδων χιλι

νη. Επίσης, κ τούτου είναεριπτώσεις ηαι συγκεκριμέν ωριμάσει οαι στις συσσωομένα αυτά θ

α» στην Υ

συστοιχίες

εχνολογίας τηή των κυτταρση του αριθμηχανία. Κατξιόπιστα καιστοιχίες, οπουψη νέων φν και τη δυνη

αξη με την αξιpaces.com/Mic

οσυστοιχίες θσματικότηταςιάδων γονιδίω

222

το καρδιαγγαι πλέον πεδη τοξικότητα ένες βιοχημιοι συνθήκες,ωρευμένες γνθα μπορούν

Υπηρεσία

ς (Cellular

ην τελευταίαρικών θεραπεμού των υποψέστη λοιπόνι με ελάχιστοοίες αποτελοαρμάκων, τοητική εφαρμ

ιοποίηση μικρcroarray).

θεωρούνται ς έλεγχο μεγων με τη χρή

γειακό σύστδίο προκλινικτων φαρμάκικές οδούς. ώστε να δηνώσεις γύρωνα αξιοποιη

της Ανάπ

r microarr

α δεκαπενταεειών και τηνψήφιων φαρν αναγκαίο νο κόστος. Προύν συστήμαον έλεγχο τημογή τους στη

οσυστοιχιών (

πολύ ισχυράάλου αριθμοήση slides ή c

ημα είναι ευκής τοξικολοκων είναι δυ

μιουργηθεί μω από το πρωθούν για τον

πτυξης Βι

rays)

ετία είχε ως αν ανάπτυξη νμάκων, που να εξευρεθείρος αυτή τηνατα για την ης τοξικότητη θεραπευτικ

(aπό Healthinf

ά πειραματικού δειγμάτωνchips. Κατ’α

υάλωτο στηνογικής έρευνυνατόν να συ

μία διεξοδικήωτέωμα, το γν πλήρη έλεγ

ιοτεχνολο

αποτέλεσμα νέων φαρμάκθα έπρεπε νί τρόπος ώσν κατεύθυνσηευρεία κλίμτας διαφόρωνκή (Πίνακας

nformatics, Mi

κά εργαλεία ν. Επιτρέπουαρχήν γίνετα

ν τοξικότηταας. Αξίζει ναυσχετιστεί με

ή βάση δεδοονιδίωμα καγχο των φαρ

ογικών

το αυξημένοκων. Αυτό ονα ελεγχθούντε ο έλεγχοςη αναπτύχθημακα δοκιμαν ουσιών, της 10.3 και Ει

icroarray,

για τον υψηυν την ταυτόι απομόνωση

α α ε

-αι -

ο -ν ς --η ι-

--η

του χρησλουθμόριελέγζουσμάτω

Εικόγή: W

ιστικκυττλογιχουννες τ

νων στηρκυττ

διάγσει τδυνακροκπροκστών

νισμχνευχνευεικοριοσγονιευρε

mRNA τωνσιμοποιείται θεί σήμανσήια DNA συνγχου κυττάρωσας ουσίας. Έων, βάσει τη

όνα 10.4. ΜικρWikipedia Com

Η πολυεκή μηχανικήταρικές θεραικές και φαρν πληροφορίτης εξωκυττά

Αρχή: Μγυάλινων πρίζουν την ατάρων στους

Μια επαγνωση των γοτον επιστημοατότητες. Πρκυκλωμάτωνκατασκευασν (Εικόνα 10

Τα βιοκμών, για την υση ειδικών υση μεταλλάοσαμερή ολιγσημασμένα μιδίωμα του ιοεία ανάλυση

ν κυττάρων (για τη σύνθ

ή του με φθνδέονται με των, αλλά σε Ένα λέιζερ σς οποίας παρ

ροσυστοιχίες 3mmons, https:

επίπεδη προσή (tissue engiαπείες και υπρμακευτικές ίες για τις συάριας ύλης, τΜε τη βοήθελακών κύτταανάπτυξη τως προς εξέτασαναστατική ονιδιακών ανονικό κόσμορόκειται για ν των υπολομένες αλληλ0.5). κυκλώματα χταυτοποίηση«αποτυπωμ

άξεων σε γονγονουκλεοτίδμόρια ανθρώπού ΗΙV-1 μεγονιδιακής έ

(μετά από έκθεση cDNA ορίζουσα χρτα αντίστοιχααυτή την πεσαρώνει τις ρέχει πληροφ

37.500 ολιγον//commons.wi

σέγγιση που ineering), γιαπόσχεται να εβιομηχανίεςυνέπειες από τα βιοπολυμεια της ρομποαρα μέσα σεων κυττάρων ση βιολογικομέθοδος, η νωμαλιών) έο και τη βιοττην κατασκεογιστών (micλουχίες DNA

χρησιμοποιούη νουκλεοτιδάτων» του Dνίδια που είνδια τοποθετοπινου RNA. ε ένα σύστημέκφρασης σε

223

κθεση σε μίαμε RT-PCR ρωστική και α γονίδια τουερίπτωση τομικροσυστοιφορίες για το

νουκλεοτιδίωνikimedia.org/w

παρέχουν οια τον σχεδιαεπιταχύνει της. Μεταξύ τω την αλληλεμερή και τα iRοτικής τοποθε κάψουλες ασε μικροκλ

ούς παράγοντοποία σχετίζέκανε την εμεχνολογική ευή γονιδιακcrochips), ταA τοποθετημ

ύνται για τηνδικών αλληλDNA. Παράναι υπεύθυναούνται σε έναΆλλο παράδμα, το οποίοε ανθρώπινα

α φαρμακευτ(Real Time εφαρμογή συς. Η ίδια διο cDNA συνδιχίες και αναο επίπεδο έκφ

εντοπισμένων/wiki/File:Micr

ι μικροσυστοασμό και έλεγην ανακάλυψων άλλων, οπίδραση κυτRNA (interfeθετούνται σεαπό κολλαγόίμακα. Στηντες και φάρμζεται με τη φάνισή της σβιομηχανία γκών μικροκυα οποία απομένες σε επι

ν ανίχνευση λουχιών, τη χάδειγμα εφαρα για τη δημα κύκλωμα Dδειγμα αποτεο έχει αναπτυκαρκινικά κ

τική ουσία), - Polymerasσε μικροσυσαδικασία ακδέεται με διααλύει την έντφρασης κάθε

ν με τη βοήθειroarray2.gif

οιχίες προσφγχο των βλαψη νέων φαροι κυτταρικέττάρων με φάering RNA) (ε καθορισμένόνο ή φυτικήσυνέχεια γί

μακα. γονιδιακή θστα τέλη τουγια τις εκπληκλωμάτων, κτελούνται απιφάνεια λίγω

μεταλλάξεωχαρτογράφηρμογής βιοκμιουργία καρDNA για να ελεί η ανίχνευχθεί στις Ηκύτταρα.

το οποίο στse Chain Reaστοιχίες. Τα κολουθείται σαφορετικό χταση των διαε γονιδίου (Ε

ια ιχνηλατών (

φέρει νέες ευαστικών κυττρμάκων από ές μικροσυστάρμακα, γον(Εικόνα 10.4νες θέσεις ενή πηκτίνη, οιίνεται έκθεση

θεραπεία (διευ 1996 και έχηκτικές διαγνκατά το πρόαπό εκατοντάων τετραγων

ων σε γονιδιση γονιδίωνκυκλωμάτων ρκίνου. Περίυβριδοποιηθ

ευση ποικιλοΗΠΑ, καθώς

την συνέχειαaction). Ακοδιαφορετικάσε μια ομάδαχρώμα φθορίαφόρων χρωικόνα 10.3).

(probes). Πη-

υκαιρίες στηντάρων και τιςτις βιοτεχνοτοιχίες παρένίδια, πρωτεΐ4). νεργοποιημέι οποίες υποη αυτών των

ευκολύνει τηχει συγκλονίνωστικές τηςότυπο των μιάδες χιλιάδεςνικών εκατο

ώματα οργαν και την ανίείναι η ανίίπου 100.000θούν με φθομορφιών στοεπίσης και η

α -ά α ί--

ν ς --ΐ-

--ν

η ί-ς ι-ς -

α-ί-ί-0 -ο η

5.2.

Εικόμια σματαΠηγή 5.3.

ροφμελέδομέκαι τροφγια τεξελ

συμτιδίωκυτοκαταπρωποιηυπολ

A

.Βιοκυκλώ

όνα 10.5.: Βιοσειρά νανοαισα). Τέσσερις πρή: Standford N

.Βιοπληρο

Είναι η ορίες, που πέτες κυτταριένα πάνω σττην εξαγωγήορικής είναι την εξόρυξη λικτικός υπολ

Τα βιολβόλων (συμβων ή βάσεωνοσίνη (C). Αασκευάσουμωτεΐνες επίσηημένη αναπαλογιστή, και

A

ώματα (Mi

οκυκλώματα (mσθητήτων (πορρωτεΐνες-πιθαNews (http://n

οφορική (B

επιστήμη, η προέρχονται ικής και μορτο DNA, RNή χρήσιμων σοι μέθοδοι τδεδομένων λογισμός (π.λογικά μακροβολοσειρές).ν. Υπάρχουν Αντιστοιχίζονμε διάφορες σης, μπορούν αράσταση διμπορεί να μ

icrochips)

microchips): Aρτοκαλί τετράγανά φάρμακα, news.stanford.

Bioinforma

οποία με τηαπό την ανάιακής βιολογ

NA και τις πσυμπερασμάτων κλάδων (data miningχ., γενετικοί ομόρια (DNA. Π.χ., το DNτέσσερα είδντας σε καθεσυμβολοσειρνα περιγραφιευκολύνει εμας δώσει χρή

224

A). Βιοκύκλωμγωνα), συνδεδε(σχήμα μπλε Υ.edu/news/201

atics)

η βοήθεια τηάλυση του ανγίας. Θεωρώπρωτεΐνες, εφάτων για την της τεχνητή

g) (π.χ. νευρωί αλγόριθμοι)A, RNA πρ

NA μπορεί νδη βάσεων: ηεμία απ’αυτέρές (για παράφούν ως ακοεξαιρετικά τηήσιμες πληρ

μα με μία σειρεμένων με διαΥ), συνδεδεμέν11/april/analy

ης πληροφορνθρωπίνου γώντας ως ψηφαρμόζει αλυγεία και της νοημοσύνηωνικά δίκτυα) (Εικόνα 10ωτεΐνες) μποα θεωρηθεί ωη αδενίνη (Αές το αντίστάδειγμα, «...Aλουθίες αμινην επεξεργαοφορίες σε π

ά 64 νανοαισθαφορετικές πρωνες με μαγνητιyzing-protein-

ικής αναλύεγονιδιώματοςφιακή πληρογορίθμους γη νόσο. Βασιης, όπως αυτα, μπεϋζιανά .6). ορούν να θεως μια ακολο), η θυμίνη (οιχο σύμβολ

AAΤΤGATCνοξέων. Αυτσία των δεδπολύ σύντομο

θητήρων. Β) Βωτεΐνες (διαφοικά νανοσφαιρ-interactions-0

ει και επεξερς αλλά και εοφορία, τα βγια την επεξεικά εργαλείατές που χρησδίκτυα κ.ά.)

εωρηθούν ωςλουθία χιλιάδ(Τ), η γουανλο-γράμμα, μCΑΤΤGGTAτού του είδουδομένων σε ο χρονικό δι

Βιοκύκλωμα μεορετικά χρώ-ρίδια (γκρι). 041911.html)

ργάζεται πληευρύτερα απόβιολογικά δεεργασία τουςα της Βιοπληιμοποιούντα) καθώς και ο

ς ακολουθίεςδων νουκλεοίνη (G) και ημπορούμε να

ACCG...»). Ους η κωδικοηλεκτρονικόάστημα.

ε

-ό -ς -αι ο

ς -η α Οι

-ό

ΕικόλυσηBiolo

δρύμρείααξιοασθε 5.4.

HeaαποτκοινείναBiot

τη βτης υσματσμάτΤο P

παρα

οποίχιλιάπληρsiRN

όνα 10.6. Η Βιη πολύπλοκων ogists (http://w

Σε αναγματα και Φαα γνώση πάνωοποίηση των ενειών και τη

.Πηγή Βιο

Είναι μιalth (NIH) τωτελέσματα βνό. Κάθε καται δυνατόν, technology In

Ένας συβελτιστοποίηυπό μελέτηντικά τους ερτων βιολογικPubChem απ

α) Substβ) Bioas

αμέτρων, σχγ) CompΕνδεικτι

ίες έχουν απάδων διαφορροφορίες γιαNA probes.

ιοπληροφορικγονιδιακών κ

www.genomec

γνώριση της αρμακευτικέςω στις επιστήγονιδιωματιην ταυτοποίη

οαναλύσεω

ια βάση δεδοων ΗΠΑ. Αβιολογικών δταγρεγραμμέκαι αναφέρnformation (υνδυασμός εηση της αξιον ουσίας. Αυρευνητές στηκών δοκιμασποτελείται απtance (SID, γssay (AID, πχετικών με τηpound (CID, ικά, μέχρι σήποφέρει 60 ερετικών πρωτα βιολογικές

κή χρησιμοποιεκαι πρωτεωμικcompiler.com/

σπουδαιότητς Εταιρείες αήμες της βιοικών και πρωηση νέων μο

ων: PubCh

ομένων, η ορχειοθετεί πδοκιμασιών. Ηένη δοκιμασίρεται σε όλ(NCBI). ργαλείων ανποίησης τωντά τα εργαλεη συλλογή πσιών. πό τρεις αλληγια μικρά μόρπεριγραφές ην υπό μελέτπεριέχει τη χήμερα έχουνεκατομμύριατεϊνών και γς παραμέτρου

225

εί υπολογιστικκών δεδομένω/databases-fo

τας της Βιοπανά τον κόσμολογίας και τωτεωμικών ποριακών στόχ

hem (https

οποία ευρίσκπειραματικέςΗ πρόσβασηία στο PubCλες τις άλλε

νάλυσης δεδον πληροφοριεία, με τη συπληροφοριών

ηλοσυνδεόμερια). δοκιμασιών την ουσία). χημική δομήν καταγραφεα αποτελέσμγονιδίων. Αυυς σχετικές

κές πλατφόρμεν. Πηγή: Genor-molecular-b

πληροφορικήμο έχουν σχηης βιοπληροπληροφοριώνχων για την α

s//pubchem

κεται υπό την περιγραφέςη σε αυτές τιChem συνδέεες βάσεις δ

ομένων είναιών από τη χυνδρομή πολν, καθώς και

ενες βάσεις δ

και αποτελέ

ή της ουσίας)εί 1700 βιοχηματα σχετικάτά τα αποτελμε πάνω απ

ς για την αυτοome Compilerbiologists/)

ής, πολλά Πηματίσει ομάοφορικής, οι ν για την κατανακάλυψη ν

m.ncbi.nlm

ν επιμέλεια ς αναλυτικώνις πληροφορεται με τον μεδομένων τ

αι διαθέσιμοςχημική δομή λλών Οργανιι τη σύγκρισ

δεδομένων:

έσματα από

). ημικές και κά με τις βιολλέσματα παρπό 750.000 μ

οματοποιημένηr, Databases f

Πανεπιστήμιαάδες επιστημοποίες αποστανόηση τωννέων φαρμάκ

m.nih.gov)

του Nationaν δοκιμασιώρίες είναι ελεμοριακό της του National

ς μέσα στο P και τη βιολισμών, βοηθοση και ανάλυ

αξιολόγηση

κυτταρικές δολογικές δράσρέχουν συμπμικρά μόρια

η μαζική ανά-for Molecular

α, Κρατικά Ιμόνων με ευσκοπούν στην ανθρώπινωνκων.

al Institute oών καθώς καεύθερη για τοστόχο, όπου

l Center fo

PubChem γιαλογική δράσηούν αποτελευση αποτελε

η βιολογικών

οκιμασίες, οσεις αρκετώνληρωματικέςκαι χιλιάδες

r

--ν ν

f αι ο υ r

α η --

ν

οι ν ς ς

226

Πίνακας 10.3.

Υψηλής ακρίβειας κυτταρικές μέθοδοι αξιολόγησης με εφαρμογές στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων και τη βιολογία των βλαστοκυττάρων

Μέθοδος Εφαρμογή

Ρομποτική τοποθέτηση

Κυτταρικές μικροσυστοιχίες για υψηλής απόδοσης τοξικολογι-κές δοκιμασίες Κυτταρικές μικροσυστοιχίες για υψηλής απόδοσης δοκιμασίες ελέγχου ουσιών Κυτταρικές μικροσυστοιχίες επιμόλυνσης για έλεγχο λειτουργίας γονιδίων Κυτταρικές μικροσυστοιχίες πεπτιδίων και μικρών μορίων για τον έλεγχο προσκόλλησης κυττάρων Κυτταρικές μικροσυστοιχίες για την πιστοποίηση και χαρακτη-ρισμό πολλαπλών πληθυσμών T κυττάρων με εξειδικευμένα ανι-σώματα Κυτταρικές μικροσυστοιχίες βιοϋλικών για αξιολόγηση σε μι-κροκλίμακα αλληλεπιδράσεων βιοϋλικών με βλαστικά κύτταρα Κυτταρικές μικροσυστοιχίες εξωκυττάριου υλικού για έλεγχο της τύχης εμβρυονικών βλαστοκυττάρων Κυτταρικές μικροσυστοιχίες μικροπεριβάλλοντος σηματοδότη-σης σχετικής με τη διαφοροποίηση βλαστοκυττάρων ενηλίκων

Προσεγγίσεις που χρησιμοποιούν φως και μαλακή λιθογραφία

Εγκυστωμένες κυτταροκαλλιέργειες για τον έλεγχο κυτταροτο-ξικότητας και κυτταρικές δοκιμασίες υψηλής απόδοσης Καλλιέργειες ανθρώπινων ηπατοκυττάρων σε μικροφρεάτια για ανάπτυξη νέων φαρμάκων Συλλογή πρωτεϊνών επιφανείας για έλεγχο τροποποίησης απα-ντήσεων των T κυττάρων και για την ανάπτυξη και διαφοροποί-ηση βλαστοκυττάρων

Καλλιέργειες σε μικροφρεάτια για μονοκυτταρική ανάλυση και καλλιέργεια βλαστοκυττάρων

Συλλογή κυτταροκαλλιέργειας μικροφρεατίων για έρευνα με βλαστοκύτταρα

6.Βιοτεχνολογικά Φάρμακα σε Στάδιο Ανάπτυξης

Μέχρι σήμερα, εκατομμύρια άνθρωποι έχουν ωφεληθεί από φάρμακα και εμβόλια, που ανα-πτύχθηκαν με βιοτεχνολογικές μεθόδους. Πρόσφατες μελέτες παρέχουν βάσιμες ελπίδες ότι και στο μέλλον περισσότεροι ασθενείς θα ωφεληθούν από βιοτεχνολογικά φάρμακα. Αναφέρεται ότι υπάρ-χουν περίπου 633 νέα βιοτεχνολογικά φάρμακα σε ανάπτυξη, που προορίζονται για την αντιμετώπιση 100 ασθενειών. Τα μισά περίπου αφορούν σε φάρμακα που προορίζονται για τον καρκίνο, σημαντι-κός αριθμός για φλεγμονώδεις νόσους και νόσους του ανοσοποιητικού καθώς και του HIV/AIDS. Αυτά τα υποψήφια φάρμακα είναι στο στάδιο κλινικών μελετών ή στο τελικό στάδιο της αξιολόγη-σης.

Βιοτεχνολογικά φάρμακα, τα οποία ήδη έχουν πάρει έγκριση, χρησιμοποιούνται για τη θερα-πεία των εμφραγμάτων του μυοκαρδίου, των εγκεφαλικών επισοδίων, της σκλήρυνσης κατά πλάκας, της λευχαιμίας, της ηπατίτιδας, της ρευματοειδούς αρθρίτιδας, του καρκίνου του μαστού, του διαβή-τη, της συμφορητικής καρδιακής ανεπάρκειας, του λεμφώματος, του καρκίνου του νεφρού, της κυ-στικής ίνωσης, καθώς και άλλων ασθενειών. Έχουν συντεθεί με τη βοήθεια μοριακών και βιοτεχνο-

227

λογικών τεχνικών αιχμής. Τα περισσότερα από τα παλαιότερα βιοτεχνολογικά φάρμακα ήταν πρωτεΐ-νες, η σύνθεση των οποίων γίνονταν με τη χρήση βακτηριδίων. Παραδείγματα τέτοιων φαρμάκων είναι η ανασυνδυασμένη ινσουλίνη, η αυξητική ορμόνη, οι παράγοντες πήξης για την αιμορροφιλία και η ερυθροποιητίνη για τη διέγερση της παραγωγής ερυθρών κυττάρων σε ασθενείς υπό αιμοκά-θαρση και σε ασθενείς που πάσχουν από καρκίνο. Έχουν επίσης, αναπτυχθεί μονοκλωνικά αντισώμα-τα, για τη στοχευμένη σύνδεση σε επιφανειακά μεμβρανικά μεγαλομόρια (βλ. κεφ. «Μονοκλωνικά Αντισώματα»).

Τα "αντινοηματικά" (antisense) φάρμακα προορίζονται για τη θεραπεία γενετικών διαταρα-χών και μολύνσεων, μεταξύ άλλων. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι να είναι γνωστή η νουκλεοτιδική αλληλουχία του γονιδίου, το οποίο έχει αιτιολογική σχέση με τη νόσο. Τότε είναι δυνατή η σύνθεση ενός κλώνου DNA ή RNA, το οποίο θα συνδέεται με το mRNA του γονιδίου αυτού, οδηγώντας στην αδρανοποίησή του και διακοπή της παραγωγής της ανεπιθύμητης πρωτεΐνης που κωδικοποιεί. Έχουν ήδη αναπτυχθεί ορισμένα «αντινοηματικά» φάρμακα και άλλα ευρίσκονται στη διαδικασία ανάπτυ-ξης, με στόχο τον καρκίνο του πνεύμονα, τον καρκίνο του ορθού, το παγκρεατικό καρκίνωμα, το κα-κόηθες γλοίωμα, το κακόηθες μελάνωμα, τον διαβήτη, την αρθρίτιδα, τη μυϊκή δυστροφία Duchenne και το άσθμα. Το 2014 έχουν εγκριθεί δύο νέα «αντινοηματικά» φαρμακα από τον Αμερικανικό Ορ-γανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA), το fomivirsen για τη θεραπεία της αμφιβληστροειδίτιδας από κυτταρομεγαλοϊό και το mipomersen για τη θεραπεία της ομόζυγης οικογενούς υπερχοληστερο-λαιμίας.

Τα νέα βιοτεχνολογικά φάρμακα συνθέτονται με βάση αυτές αλλά και άλλες τεχνολογίες αιχμής. Π.χ., μια ανασυνδυασμένη πρωτεΐνη βρίσκεται στη διαδικασία έγκρισης για τη ρευματοειδή αρθρίτιδα και άλλα αυτοάνοσα νοσήματα. Μονοκλωνικά αντισώματα πρόκειται να παραχθούν σε ευρεία κλίμακα για τη θεραπεία της νόσου του Crohn, τη ρευματοειδή αρθρίτιδα, τον ερυθηματώδη λύκο, και ποικίλες μορφές καρκίνου. Μεγάλη έμφαση δίνεται στη σύνθεση εμβολίων. Έχουν σχεδια-στεί εμβόλια για διέγερση του ανοσοποιητικού συστήματος με στόχο να καταπολεμηθεί αποτελεσμα-τικά το AIDS καθώς και αρκετές μορφές καρκίνου. Γονιδιακές θεραπείες, οι οποίες βοηθούν τα φυ-σιολογικά γονίδια ή αντικαθιστούν ανενεργά γονίδια ή εκείνα, που συνδέονται με την εμφάνιση κά-ποιας νόσου, ήδη εξετάζονται για την αντιμετώπιση διαφόρων τύπων καρκίνου και καρδιαγγειακών νοσημάτων.


Anderson WF. Human Gene Therapy, Science, 256: 808-813, 1992.

Anderson WF. Gene Therapy, Scientific American, Sep 1995, 96-98b, 1995.

Blau HM & Springer ML. Gene therapy: a novel form of drug delivery, New Eng. J. Med. 333: 1204-1207, 1995.

Brown P, Gajdusek DC, Gibbs CJ & Asher CM. Potential epidemic of Creutzfeld-Jakob disease from human growth hormone therapy, N. Eng. J. Med. 313: 728-731, 1985.

Cohen SN, Chang AC, Boyer HW & Helling RB. Construction of biologically functional bacterial plasmids in vitro. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.; 70(11):3240-3244, 1973.

Crystal GR. Transfers of Genes to Huamans: Early lessons and Obstacles to Success, Science, 270: 404-410, 1995.

Culotta E. New startups move in as gene therapy goes commercial, Science 260: 914-915, 1993.

Davis B. Regulatory Aspects of Gene Therapy in the UK. J. Chem. Tech. Biotechnol, 66:99, 1996.

DeRisi J, Brown PO, Bittner ML, Meltzer PS, Ray M, Chen Y & Su YA. Use of a cDNA microarray to analyse gene expression patterns in human cancer, Nature Genetics 14: 457-461, 1996.

228

Eschbach JW, Egrie JC, Downing MR, Browne JK & Adamson JW. Correction of the anemiaof end-stage renal disease with recombinanthuman erythropoietin, N. Eng. J. Med. 316:73-78, 1987.

Fernandes TG, Diogo MM, Clark DS, Dordick JS, Cabral JM. High-throughput cellular microarray platforms: applications in drug discovery, toxicology and stem cell research. Trends Biotech-nol., 27(6):342-349, 2009.

Gelehrter TD & Collins FS. Αρχές Ιατρικής Γενετικής, Ιατρικές Εκδόσεις Π.Χ. Πασχαλίδη, Αθήνα, 1996.

Gibbons A. Biotech's second generation, Science 256: 766-768, 1992.

Glick BR & Pasternak JJ. Molecular Biotechnology: Principles and Applications of Recombinant DNA (2nd ed.), ASM Press, Washington DC, USA, 1998.

Hacia JG, Brody LC, Chee MS, Fodor, SP & Collins F. Detection of heterozygous mutations in BRCA1 using high density oligonucleotide arrays and the two colour fluorescence analysis, Nature Genetics 14:441-449, 1996.

Hard K, Mekking A, Damm JB, Kamerling JP, De Boer W & Wijnands RA. Isolation and structure determination of the intact sialylated N-linked carbohydrate chains of recombinant human fol-litropin expressed in Chinese hamster ovary cells, Eur. J. Biochem. 193: 263-271, 1990.

He Q-Y & Chiu J-F. Proteomics in Biomarket Discovery and Drug Development. J. Cell Biochemis-try 89: 868-886, 2003.

Hedén CG. Enzyme engineering and the anatomy of equilibrium technology. Q. Rev. Biophys. 10(2):113-135, 1977.

Hermann F. Cancer gene therapy: principles, problems and perspectives, J. Mol. Med. 73:157-163, 1995.

Higgins IJ, Best DJ & Jones J. Biotechnology, Blackwell Scientific Publications, Great Britain, 1985.

Kumar A, Farace F, Gaudin C & Triebel F. Clonal T expansion induced by interleukin 2 therapy in blood and tumors, J. Clin. Invest. 97: 1219-1226, 1996.

Marshall E. Varmus proposes to scrap the RAC, Science 272:945, 1996.

Mastrangelo MJ, Berd D, Nathan FE & Lattime EC. Gene therapy for human cancer: an assay for cli-nicians. Seminars in Oncology, 23(1):4-21, 1996.

Mουτσόπουλος X.M. Aνοσολογία: Aυτοάνοσα ρευματικά νοσήματα, Iατρικές εκδόσεις, Λίτσας, Aθήνα, 1990.

Mπατρίνου AΜ. H συμβολή της Bιοτεχνολογίας στην παραγωγή φαρμάκων και την προαγωγή της Yγείας, Διδακτορική Διατριβή, Eργαστήριο Πειραματικής Φαρμακολογίας, Iατρική Σχολή Aθηνώn, 1997.

Μπατρίνου ΑΜ. Γονιδιακή Θεραπεία, Εκδόσεις Πασχαλίδη, Αθήνα, 1998.

Oliff A, Gibbs JB & McCormick F. New molecular targets for cancer therapy, Scientific American, Sept 1996:110-115, 1996.

Porchet HC, LeCotonnec JY, Canali S & Xanolo G. Pharmacokinetics of recombinant human follicle stimulating hormone after intravenous, intramascular and subcutaneous administration in monkeys and comparison with intravenous administration of urinary follicle stimulating hor-mone, Drug Metab. Dispos. 21:144-150, 1993.

Price J & Kurth R. Industrial Prospects for Gene Therapy, J. Chem. Tech. Biotechnol, 66:101-104, 1996.

229

Rowland RT, Cleveland JC.Jr, Meng X, Harken AH & Brown JM. Potential gene therapy strategies in the treatment of cardiovascular disease, Annals of Thoracic Surgery, 60(3):721-728, 1995.

Schandené L, Del Prete GF, Cogan E, Stordeur P, Crusiaux A, Kennes B, Romagnani S & Goldman M. Recombinant interferone-alpha selectively inhibits the production of interleukin-5 human CD4*T cells. J.Clin. Invest. 97:309-315, 1996.

Shena M. Genome analysis with gene expression microarrays, Bioessays 18: 427-431, 1996.

Shoemaker DD, Lashkari DA, Morris D, Mittmann M & Davis R. Quantitative phenotypic analysis of yeast deletion mutants using a highly parallel molecular bar-coding strategy, Nature Genetics 14: 450-456, 1996.

Shoham Z & Insler V. Recombinant technique and gonadotropins production: a new era in reproduc-tive medicine, Fertility and Sterility 66:187-201, 1996.

Smith L, Lind MJ, Welham KJ & Cawkwell L. Cancer proteomics and its application to discovery of therapy pesponse markers in human cancer. Cancer 107(2): 232-241, 2006.

Stipp D. Gene chip breakthrough, Fortune (March 31) 135: 30-41, 1997.

Strachan T & Read AP. Human Molecular Genetics, BIOS Scientific Publishers Ltd, U.K. 1996.

Vile R & Russel SJ. Gene transfer for the gene therapy of cancer, Gene Therapy, 1:88-98, 1994.

Wadman M. US bid to eliminate gene therapy panel under fire, Nature 381:635, 1996.

Wang Y, Bolton E, Dracheva S, Karapetyan K, Shoemaker BA, Suzek TO, Wang J, Xiao J, Zhang J & Bryant SH. An overview of the PubChem BioAssay resource. Nucleic Acids Res. 2010; 38(Database issue):D255-266.

Werner RG. Gene technology: chances for diagnosis and therapy, Methods and Findings in Experi-mental and Clinical Pharmacology, 16(7):525-537, 1994.

Wilson JM. Animal models of human disease for gene therapy, J. Clin. Invest. 97:1138-1141, 1996.

Winearls CG, Oliver DO, Pippard MJ, Reid C, Downing MR & Cotes PM. Effect of human erythro-poietin derived from recombinant DNA on the aneamia of patients maintained by chronic haemodialysis, Lancet 2:1175-1177, 1986.

230

Μάριος Μαρσέλος Κεφάλαιο 11 231

ΜΟΝΟΚΛΩΝΙΚΑ ΑΝΤΙΣΩΜΑΤΑ 231


2.Τα επιφανειακά Αντιγόνα ως Στόχος Θεραπευτικής Παρέμβασης 231

3.Τι Είναι και πώς Παρασκευάζονται τα Μονοκλωνικά Αντισώματα 232

4.Τα Μονοκλωνικά Αντισώματα στην Κλινική Πράξη 235

4.1.Διαγνωστικά Μονοκλωνικά Αντισώματα 235

4.2.Θεραπευτικά Μονοκλωνικά Αντισώματα 236

4.2.1.Ως Αντινεοπλασματικά Φάρμακα 236

4.2.2.Ως Ανοσοκατασταλτικά και Αντιφλεγμονώδη Φάρμακα 240

4.2.3.Ως Φάρμακα κατά Διαφόρων Παθήσεων 243

5.Συμπεράσματα 244


231

Κεφάλαιο 11

ΜΟΝΟΚΛΩΝΙΚΑ ΑΝΤΙΣΩΜΑΤΑ

1.Εισαγωγή

Ήδη από τις αρχές του 20ου αι., βασικός στόχος της Θεραπευτικής ήταν η ανάπτυξη εξειδι-κευμένων φαρμάκων, τα οποία θα είχαν εκλεκτική δράση σε μικρόβια ή σε καρκινικά κύτταρα, χωρίς να επηρεάζουν τα κύτταρα του ξενιστή. Πρωτοπόρος στον τομέα αυτόν, ο Paul Ehrlich (1845-1915) είχε διατυπώσει τη θεωρία των υποδοχέων, δηλαδή πίστευε ότι τα φάρμακα συνδέονται με συγκεκρι-μένα μεγαλομόρια, μέσω των οποίων εκδηλώνουν τις ενέργειές τους. Η σύνθεση χημικών ενώσεων με απόλυτα εξειδικευμένη δράση στους κυτταρικούς υποδοχείς, όπως ένα κλειδί ταιριάζει σε μία κλειδαριά, θα παρείχε τη δυνατότητα επιλογής ειδικών κυττάρων-στόχων για την εμφάνιση του φαρ-μακολογικού αποτελέσματος. Το δόγμα της «μαγικής σφαίρας» του Ehrlich επιβεβαιώθηκε από την τυχαία ανακάλυψη της πενικιλλίνης, για την οποία διαπιστώθηκε ότι πράγματι αναστέλλει ένα ειδικό ένζυμο που είναι απαραίτητο για τον πολλαπλασιασμό των μικροβίων. Ωστόσο, η ανάπτυξη άλλων φαρμάκων με τόσο αξιοσημείωτη εκλεκτική δράση εξακολούθησε να αποτελεί μέχρι πρόσφατα το άπιαστο όνειρο της Ιατρικής.

Η σύγχρονη Φαρμακολογία, συνεπικουρούμενη από τη βασική έρευνα στη Βιολογία και τη Βιοχημεία, έχει ήδη ανοίξει νέους ορίζοντες στη Θεραπευτική. Η αναγνώριση και η μοριακή ταυτο-ποίηση πολλών υποδοχέων παρέχει τη δυνατότητα ειδικής επίδρασης σε συγκεκριμένες λειτουργίες των κυττάρων, με τη χρήση φαρμάκων που εμφανίζουν μεγάλη χημική συγγένεια προς τους υποδο-χείς, τους οποίους είτε διεγείρουν είτε αναστέλλουν. Ένα από τα πιθανά σημεία θεραπευτικής παρέμ-βασης, θεωρήθηκαν οι υποδοχείς πρόσδεσης ορισμένων ενδογενών αυξητικών παραγόντων, οι οποίοι διεγείρουν τη διαφοροποίηση και τον πολλαπλασιασμό πολλών κυττάρων. Στην κατηγορία αυτή, ση-μαντική θέση κατέχουν οι υποδοχείς του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR, HER-1, HER-2), οι οποίοι είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες με εξωκυττάριο και ενδοκυττάριο τμήμα. Στο εξωκυττάριο τμήμα του υποδοχέα, συνδέεται το πρόσδεμα (διάφοροι αυξητικοί παράγοντες με παραπλήσια φυσιολογική λειτουργία) και έτσι ενεργοποιείται το ενδοκυτ-τάριο τμήμα του, το οποίο έχει ενζυμική δράση τυροσινοκινάσης και διαμεσολαβεί στη μετάδοση του σήματος.

Άλλα σημεία εκλεκτικής δράσης, αποτελούν διάφορες επιφανειακές πρωτεΐνες, οι οποίες υ-πάρχουν κυρίως στα λεμφοκύτταρα και σχετίζονται με σημαντικές κυτταρικές λειτουργίες. Από αυ-τές, η πρωτεΐνη CD20 φαίνεται να έχει συμμετοχή στη διαμεμβρανική διακίνηση ιόντων ασβεστίου. Ο φυσιολογικός ρόλος διαφόρων άλλων παρόμοιων πρωτεϊνών (CD22, CD46, CD52, CD55, CD59 κ.ά.) παραμένει αδιευκρίνιστος, αλλά εκμεταλλευόμαστε τις αντιγονικές τους ιδιότητες για την ανά-πτυξη ειδικών αντισωμάτων, τα οποία αναγνωρίζουν έτσι συγκεκριμένα κύτταρα. Έχει διαπιστωθεί, ότι σε ορισμένες περιπτώσεις αρκεί η απλή αντίδραση αντισώματος-αντιγόνου για την πρόκληση κυτταρόλυσης. Άλλωστε, τα ειδικά αντισώματα είναι επίσης δυνατόν να λειτουργήσουν ως φορείς άλλων μορίων (κυτταροστατικά φάρμακα, τοξίνες, ραδιοϊσότοπα, κ.ά.), τα οποία μεταφέρονται με ακρίβεια στο επιθυμητό σημείο σύνδεσης των κυττάρων-στόχων, είτε για διαγνωστικούς είτε για θε-ραπευτικούς σκοπούς.

2.Τα επιφανειακά Αντιγόνα ως Στόχος Θεραπευτικής Παρέμβασης Όπως ήδη αναφέρθηκε, ο ρόλος του EGFR συνίσταται στη φωσφορυλίωση ορισμένων κυτ-

ταροπλασματικών ενζύμων, σε σημεία του πρωτεϊνικού τους μορίου όπου υπάρχει τυροσίνη. Δηλαδή, πρόκειται για έναν ενζυμικό υποδοχέα, με δραστικότητα τυροσινοκινάσης, η ενεργοποίηση του οποί-ου ακολουθείται από μία αλληλουχία βιοχημικών αντιδράσεων. Πιστεύεται, ότι το τελικό αποτέλε-σμα αυτών των αντιδράσεων σχετίζεται με τη διέγερση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού και την αναστολή των μηχανισμών απόπτωσης. Προκειμένου για καρκινικά κύτταρα, η διέγερση του EGFR

232

οδηγεί σε αύξηση του αριθμού τους, ενώ παράλληλα διευκολύνει τις διαδικασίες μετάστασης και νε-οαγγειογένεσης.

Έχει διαπιστωθεί ότι πολλοί τύποι καρκινικών κυττάρων είναι θετικοί, ως προς την παρουσία EGFR, γεγονός που οδήγησε στην εύλογη σκέψη ότι τυχόν θεραπευτικές παρεμβάσεις στη λειτουργι-κή αλληλουχία του υποδοχέα θα είχαν ευεργετικό αποτέλεσμα για τον ασθενή. Η στρατηγική προ-σέγγιση θα μπορούσε να περιλαμβάνει ανασταλτικά μόρια, είτε για το εξωκυττάριο τμήμα του υπο-δοχέα (σημείο πρόσδεσης), είτε για το ενδοκυττάριο ενζυμικό τμήμα. Πράγματι, η σύγχρονη θερα-πευτική διαθέτει χρήσιμα φάρμακα, με δράση σε κάποιο από τα δύο αυτά τμήματα. Ωστόσο, το ενδι-αφέρον έχει επικεντρωθεί περισσότερο στο εξωκυττάριο τμήμα (κυρίως υποδοχέας), με την πεποίθη-ση ότι προσφέρεται για ανάπτυξη φαρμάκων με μεγαλύτερη εκλεκτικότητα δράσης.

Η πρωτεϊνική φύση του EGFR, αλλά και των διαφόρων άλλων κυτταρικών υποδοχέων, απο-τέλεσε αφετηρία για το σχεδιασμό μορίων με μεγάλη χημική συγγένεια πρόσδεσης, όπως π.χ. τα ειδι-κά αντισώματα. Τα μονοκλωνικά αντισώματα θεωρήθηκαν ως ιδανική λύση, αν και οι πρώτες από-πειρες θεραπευτικής εφαρμογής τους είχαν πενιχρά αποτελέσματα. Ωστόσο, ήδη από τις αρχές της δεκαετίας του ΄80, δημοσιεύθηκαν σημαντικές μελέτες για την εφαρμογή μονοκλωνικών αντισωμά-των στη θεραπεία του καρκίνου. Οι μεμβρανικές πρωτεΐνες CD έχουν λιγότερο σαφή ρόλο στις φυσι-ολογικές λειτουργίες ή στους παθοφυσιολογικούς μηχανισμούς προσαρμογής των κυττάρων. Ωστό-σο, επειδή η παρουσία τους ποικίλλει σε διάφορους τύπους κυττάρων του αιμοποιητικού συστήματος, καθώς και κατά την πορεία ωρίμανσης των εμμόρφων συστατικών του αίματος, προσφέρονται για το σχεδιασμό ειδικών αντισωμάτων με αυξημένη δυνατότητα στόχευσης και εξειδικευμένη τοξική δρά-ση.

3.Τι Είναι και πώς Παρασκευάζονται τα Μονοκλωνικά Αντισώματα Τα φυσιολογικά αντισώματα, τα οποία παράγονται από τα πλασματοκύτταρα, είναι ανοσο-

σφαιρίνες με σημαντική βιοχημική ανομοιογένεια. Δηλαδή, παρά το γεγονός ότι έχουν κοινές ανοσο-λογικές ιδιότητες, η προέλευσή τους από πολλά κύτταρα συνεπάγεται μικρές ή μεγάλες διαφορές στη δομή του μορίου τους, καθώς και στην ευαισθησία σύνδεσής τους με το αντίστοιχο αντιγόνο. Η ετε-ρογένεια των φυσιολογικών αντισωμάτων αποτελεί σοβαρό εμπόδιο στην προσπάθεια αξιοποίησής τους σε διαγνωστικές ή θεραπευτικές εφαρμογές. Αντίθετα, στο πολλαπλό μυέλωμα, μία μορφή καρ-κίνου που χαρακτηρίζεται από υπέρμετρο πολλαπλασιασμό πλασματοκυττάρων, παρατηρείται μεγά-λη ομοιογένεια στα παραγόμενα αντισώματα, εξαιτίας της κοινής προέλευσης όλων των κυττάρων από ένα εξαλλαγμένο αρχικό κύτταρο. Δηλαδή, παρά το γεγονός ότι οι μυελωματικές ανοσοσφαιρί-νες έχουν τη βιοχημική δομή των φυσιολογικών ανοσοσφαιρινών, διαθέτουν το επιπρόσθετο χαρα-κτηριστικό ότι είναι μεταξύ τους πανομοιότυπες επειδή ακριβώς προέρχονται από κύτταρα ενός μο-ναδικού κλώνου.

Κακοήθη μυελώματα εμφανίζονται και στο ποντίκι, τα οποία επίσης παράγουν αντισώματα με μεγάλη ομοιογένεια. Έχει διαπιστωθεί, ότι τα μυελωματικά κύτταρα που μεταφέρονται στην ενδο-περιτοναϊκή κοιλότητα άλλων ποντικών αναπτύσσονται με τη μορφή «ασκιτικών όγκων», και μπο-ρούν έτσι να διατηρηθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα στο εργαστήριο, με αλλεπάλληλες μεταφο-ρές από γενιά σε γενιά.

Ήδη από τη δεκαετία του 1970, ήταν γνωστό ότι η παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων αντισώμα-τος, σχεδόν οποιασδήποτε ανοσολογικής εξειδίκευσης, είναι εφικτή μετά από σύντηξη ενός φυσιολο-γικού κυττάρου που παράγει το συγκεκριμένο αντίσωμα με ένα μυελωματικό κύτταρο. Ένα ποντίκι εμβολιάζεται με ένα αντιγόνο, και μερικές εβδομάδες μετά αφαιρείται ο σπλήνας του. Μέσα σε πο-λυαιθυλενογλυκόλη, το εναιώρημα των σπληνικών λεμφοκυττάρων και πλασματοκυττάρων συντήκε-ται in vitro μαζί με μυελωματικά κύτταρα ποντικού. Από τη σύντηξη προκύπτουν «υβριδικά κύττα-ρα», τα οποία με ορισμένες τεχνικές είναι δυνατόν να διαχωριστούν από όλα τα υπόλοιπα που δεν έχουν συντακεί. Τα υβριδικά κύτταρα διατηρούν την ικανότητα παραγωγής αντισωμάτων, ενώ πα-ράλληλα αποκτούν την ιδιότητα των μυελωματικών κυττάρων να πολλαπλασιάζονται συνεχώς («α-θάνατη» κυτταρική σειρά) (Σχήμα 11.1).

ΣχήμΚομβνεοπ

σης σματμε ττην προϊ

ες αβαριγαλο

μα 11.1. Σχημβικό σημείο απλασματικά λεμ

Με την εκείνων πουτοκυττάρων το αντιγόνο) εξασφάλισηϊόντος.

Γενικώςαλυσίδες (Σχιών αλυσίδωομόρια της μ

ματική απεικόνποτέλεσε η ανμφοκύτταρα μ

καλλιέργεια υ παράγουν (παραγωγή πολλαπλασ

σημαντικών

ς τα αντισώμχήμα 11.2). Των («σταθερήμεμβράνης τ

νιση των σταδνακάλυψη της δυελώματος.

υβριδικών κτο συγκεκριαντισωμάτωιάζεται σε βν ποσοτήτων

ατα αποτελοΤο κάτω άκρή περιοχή», Fτων κυττάρω

233

δίων παραγωγήδυνατότητας σ

κυττάρων, παιμένο επιθυμων με μεγάληβιομηχανική ν αντισώματο

ούνται από δύρο του μορίοFc) και μπορων. Αντίθετα

ής και απομόνσύντηξης φυσιο

αρέχεται η δμητό αντίσωη ανοσολογικκλίμακα, μεος και την τυ

ύο μακριές αου αποτελείτρεί να προσκ, στα άκρα τ

νωσης μονοκλωολογικών σπλη

δυνατότητα αμα. Ο καταλκή εξειδίκευσε τη βοήθειαυποποίηση τω

αλυσίδες σε σται από τα δολλάται καττης κορυφής

ωνικών αντισληνικών λεμφο

ανίχνευσης κλληλότερος ση κατά τη σα της βιοτεχνων ιδιοτήτων

σχήμα Υ καδύο αρχικά ττά μη ειδικό ς του Υ, τόσ

σωμάτων. οκυττάρων με

και απομόνωκλώνος πλασύνδεσή τουςνολογίας, γιαν του τελικού

ι δύο βραχείτμήματα τωντρόπο σε μεσο οι μακριές

--ς α ύ

ί-ν -ς

όσο χεί στων

Σχήμ

ντικτρέππερεαλλάνα ατην του χαρακού/ανθρ

και οι ελαφστο τμήμα Fξένων πρωτ

μα 11.2. Η δομ

Με την κού ή ανθρώππονται σε χιμευαισθησίας.ά έχει αντικααντισώματα, εξειδίκευση ποντικού. Επακτηρίζοντα/ανθρώπου (ρώπου) και (

φριές αλυσίδεab του μορίοεϊνικών μορί

ομή ενός αντισ

κλασική τεχπου. Ύστεραμαιρικά ή σε. Στα χιμαιρατασταθεί ολκυριαρχεί τοκαι συμπληπομένως, με ι ως: (α) α(34% / 66%(δ) αμιγή ανθ

ες καταλήγουου με εξειδίκίων.

σώματος.

χνική του υβα από βιοτεχε εξανθρωπισικά αντισώμλόκληρη η σο μόριο του ρωματικότηττις νέες μορ

αμιγή αντισώ, αντίστοιχαθρώπινα αντι

234

υν στην καλκευση και συ

βριδισμού, πχνολογική επσμένα αντισματα διατηρεσταθερή περιανθρώπινουτα προς το αριακές τεχνικώματα ποντια) (γ) εξανθρισώματα (10

λούμενη «μετυμπληρωματ

προκύπτουν πεξεργασία, τώματα, με σείται η αρχικοχή με ανθρ αντισώματοαντίστοιχο ανκές προκύπτοικού (100%)ρωπισμένα α00%) (Σχήμα

ταβλητή περτικότητα προ

αμιγή μονοκτα αμιγή αντστόχο τη μείωκή μεταβλητώπινο αντίσωος και μόνονντιγόνο προέουν τέσσερις ), (β) χιμαιραντισώματα (

11.3).

ριοχή», η οποος τον αντιγο

κλωνικά ανττισώματα ποωση των ανττή περιοχή τωμα. Στα εξν το τμήμα τοέρχεται από ς τύποι αντισρικά αντισώ(10% ποντικ

οία αντιστοιονικό επίτοπο

τισώματα ποοντικού μετατιδράσεων υου ποντικούξανθρωπισμέου μορίου μετο αντίσωμαωμάτων, πουώματα ποντικού και 90%

ι-ο

-α-

-ύ, -ε α υ ι-%

Σχήμ

μάτωντικτα α

γκεκαυτάαντινταιστοι(Sum

να τ

4.Τ4.1.

Αρσ

δενοεντο

τροπχογρπαροτός. σωμ

το π

μα 11.3. Η με

Πρέπει νων, οι ονομακού είναι «-οανθρώπινα «-

Όπως ανκριμένα αντιά τα μόρια. Τισωμάτων γιι τα μονοκλωιχεία που πεmmary of Pro

Τα εγκεταξινομηθούν

Τα Μονοκ.Διαγνωστ

σιτουμομάμπ

Μονοκλοκαρκινώματοπισμό νεοπλ

Χρησιμοπής ή μεταστράφημα και αοδική ηωσινΕπειδή πρό

μα κατά των Για κάθε

πιθανό όφελο

τάπτωση των

να σημειωθεασίες τους φέομάμπη», για-ουμάμπη». ναφέρθηκε ήιγονικά μόριΤην ιδιότηταα διαγνωστικωνικά αντισώεριέχονται σoduct Characεκριμένα φαρν σε δύο μεγ

κλωνικά Ατικά Μονο

πη (Cea-Scanλωνικό αντίστος του παχέλασματικών οποιείται σε τάσεων, ως σαξονική τομνοφιλία, ναυτκειται για ανανοσοσφαιρε ασθενή, η ος από τη δια

αντισωμάτων

εί ότι, για τηέρουν ειδικέςα τα χιμαιρικ

ήδη, ο εκλεκια επιτρέπει α αυτή εκμετκούς ή θεραώματα που έχστα αντίστοιχcteristics, SPρμακευτικά άλες κατηγο

Αντισώμαοκλωνικά Α

n) σωμα ποντικοέος εντέρουκυττάρων στασθενείς μεσυμπλήρωμαογραφία). Έτία, θυλακίτιντίσωμα πονινών του πονέκθεση στηναγνωστική ε

235

ν από αμιγή πο

η σηματοδότης καταλήξειςκά «-ξιμάμπη

κτικός τροπιτην εξειδικεταλλεύεται ηαπευτικούς σχουν άδεια κυιχα κείμενα PC). προϊόντα ποορίες, τα διαγ

ατα στην ΚΑντισώμα

ού για το κα. Είναι σηματο παχύ έντεε καρκίνο τουα στις κλασικχουν περιγραιδα, κνίδωσηντικού, έχει ντικού), αλλάν ακτινοβολίεξέταση. Η χ

οντικού σε αμιγ

ηση της προς. Έτσι, η καη», για τα εξ

σμός των μοευμένη στόχη Ιατρική, γιασκοπούς. Στουκλοφορίας «Περίληψης

ου περιέχουνγνωστικά και

Κλινική Πατα

αρκινοεμβρυασμένο με ρερο. υ παχέος εντκές μη επεμβαφεί αρκετέςη, κεφαλαλγίααναφερθεί ηά σε πολύ χαία του τεχνητχορηγούμενη

γή ανθρώπου.

οέλευσης τωνατάληξη για τξανθρωπισμέ

ονοκλωνικώνχευση των κυα την αξιοποο κείμενο πουστην Ευρωπς Χαρακτηρι

ν μονοκλωνικι τα θεραπευ

Πράξη

ϊκό αντιγόνοραδιενεργό τ

τέρου, για τηβατικές τεχνις ήπιες ανεπια, επιγαστρικη παρουσία Ηαμηλό ποσοστίου πρέπει νη δόση πρέπε

ν μονοκλωνιτα αμιγή αντένα «-ζουμά

ν αντισωμάτκυττάρων πουοίηση των μου ακολουθείπαϊκή Ένωσηιστικών του

ικά αντισώμαυτικά.

ο (CEA) απότεχνήτιο (99m

ην απεικόνισικές απεικόνιθύμητες ενέκές ενοχλήσΗΑΜΑ (ανθστό των ασθενα συνεκτιμάει να είναι η

ικών αντισωτισώματα πομπη» και για

των προς συυ εκφράζουνονοκλωνικώνί, περιγράφοη, με βάση τα Προϊόντος»

ατα μπορούν

ό κύτταρα αmTc), για τον

η τυχόν υπονισης (υπερηέργειες, όπωςσεις και πυρερώπινο αντίενών ( 1%).άται με βάση χαμηλότερη

--α

-ν ν -α »

ν

-ν

--ς -ί-. η η

236

δυνατή. Ωστόσο, ελλοχεύουν όλοι οι θεωρητικοί κίνδυνοι από ιονίζουσα ακτινοβολία (πρόκληση με-ταλλάξεων και ανάπτυξη καρκίνου).

Βεσιλεσομάμπη (Scintimun)

Η βεσιλεσομάμπη είναι μονοκλωνικό αντίσωμα ποντικού που στρέφεται κατά της ανοσο-σφαρίνης IgG1. Είναι ραδιοσημασμένο με το ισότοπο τεχνήτιο 99m (99mTc) και καθηλώνεται εκλεκτι-κά σε σημεία με ιστικές αλλοιώσεις, είτε λόγω χρόνιας φλεγμονής είτε λόγω νεοπλασματικών μετα-στάσεων.

Καπρομάμπη (Prosta-Scint)

Η πεντετιδική καπρομάμπη είναι ένα μονοκλωνικό αντίσωμα από ποντικό συζευγμένο με ένα σύμπλοκο που περιέχει αμινοξέα, τη χηλική ένωση EDTA (ε-διαιθυλενο-τριαμινο-πεντοξικό οξύ) και το ραδιοϊσότοπο Ίνδιο 111 (111In). Πρόκειται για αντίσωμα IgG1, με εκλεκτικότητα προς μία μεμβρα-νική γλυκοπρωτεΐνη του προστατικού επιθηλίου, γνωστή ως PSMA (Prostate Specific Membrane An-tigen). Η γλυκοπρωτεΐνη αυτή δεν απαντά σε άλλα αδενοκαρκινώματα. Χρησιμοποιείται ως διαγνω-στικό μέσο σε ασθενείς με θετική βιοψία προστάτη, προκειμένου να καθοριστεί η έκταση της κακοή-θειας.

Νοφετουμομάμπη (Verluma)

Η νοφετουμομάμπη είναι ένα ραδιοσημασμένο διαγνωστικό μονοκλωνικό αντίσωμα IgG1 πο-ντικού, που στρέφεται κατά μεμβρανικών πρωτεϊνών νεοπλασματικών κυττάρων, συμπεριλαμβανο-μένων όσων προέρχονται από μικροκυτταρικό καρκίνο των πνευμόνων. Στην πραγματικότητα πρό-κειται για το τμήμα Fab, που απομένει μετά από επεξεργασία του αρχικού αντισώματος με παπαΐνη. Η σήμανση γίνεται με το ραδιοϊσότοπο 99mTc, το οποίο συνδέεται με τη χηλική ένωση διθειολική δια-μίνη (N2S2). Χρησιμοποιείται για τη διενέργεια σπινθηρογραφήματος, όταν ο όγκος των πνευμόνων έχει ήδη διαγνωστεί με βιοψία και πριν αρχίσει η κυτταροστατική αγωγή, προκειμένου να εντοπι-στούν τυχόν μεταστατικές εστίες στην κοιλιακή χώρα, τον εγκέφαλο και τα οστά.

Ραδιενεργό αντιμελανωματικό αντίσωμα (Tecnemab-K-1)

Αντίσωμα για κύτταρα δερματικού μελανώματος, με ραδιενεργό τεχνήτιο 99 (99mTc). Χρη-σιμοποιείται για την εκτίμηση των ιστολογικών αλλοιώσεων στο δέρμα και τον εντοπισμό μεταστά-σεων σε ασθενείς που έχουν εμφανίσει δερματικό μελάνωμα.

Σατουμομάμπη (Satumomab pendetide, CYT-103)

Η σατουμομάμπη είναι ένα μονοκλωνικό αντίσωμα IgG1 ποντικού που στρέφεται κατά της επιφανειακής μεμβρανικής γλυκοπρωτεΐνης TAG-72, η οποία υπάρχει πρακτικώς σε όλα τα αδενο-καρκινώματα του παχέος εντέρου και των ωοθηκών. Φέρει ραδιενεργό σήμανση με ίνδιο (111In), το οποίο συνδέεται με τη βοήθεια της χηλικής ένωσης EDTA. Το συζευγμένο αντίσωμα διατηρεί την ικανότητα να προσκολλάται στη γλυκοπρωτεΐνη TAG-72. Εμφανίζει εκλεκτική καθήλωση σε εξωη-πατικές μεταστατικές εστίες αδενοκαρινωμάτων του παχέος εντέρου και των ωοθηκών, όπου μπορεί να εντοπιστεί με σπινθηρογράφημα. Χρησιμοποιείται ως διαγνωστικό μονοκλωνικό αντίσωμα προεγ-χειρητικά, σε συνδυασμό με αξονική τομογραφία, για τον καθορισμό των ορίων των μεταστατικών εστιών.

Σουλεσομάμπη (Leukoscan)

Αντίσωμα για επιφανειακά αντιγόνα λευκοκυττάρων. Χρησιμοποιείται, σε συνδυασμό με σπινθηρογράφημα, για τη διάγνωση και τον εντοπισμό βλαβών από οστεομυελίτιδα ή άλλες εστίες λοίμωξης και φλεγμονής, στις οποίες υπάρχει συρροή και συσσώρευση κοκκιοκυττάρων.

4.2.Θεραπευτικά Μονοκλωνικά Αντισώματα

4.2.1.Ως Αντινεοπλασματικά Φάρμακα

237

Αλεμτουζουμάμπη (MabCambath)

Mονοκλωνικό αντίσωμα (ανοσοσφαιρίνη IgG1), επεξεργασμένο με γενετική μηχανική για ανθρώπινη χρήση, και με ειδική δράση στη μεμβρανική γλυκοπρωτεϊνη CD52, η οποία απαντάται στην επιφάνεια φυσιολογικών και κακοήθων περιφερικών Β- και Τ-λεμφοκυττάρων. Η αλεμτουζου-μάμπη δημιουργήθηκε με την εισαγωγή έξι περιοχών καθορισμού συμπληρωματικότητας από ένα μονοκλωνικό αντίσωμα επίμυος IgG2a σε ένα μόριο ανθρώπινης ανοσοσφαιρίνης IgG1. Το αντίσωμα παράγεται σε καλλιέργεια εναιωρήματος ωοθηκικών κυττάρων χάμστερ.

Συνδεόμενη στην πρωτεΐνη CD52, η αλεμτουζουμάμπη προκαλεί λύση των λεμφοκυττάρων, πιθανώς με τη συμμετοχή του ενεργοποιημένου συμπληρώματος. Εκτός από τα Β- και Τ-λεμφοκύτταρα, η CD52 υπάρχει σε μονοπύρηνα κύτταρα, σε θυμοκύτταρα (λεμφοειδή κύτταρα που σχηματίζονται στο θύμο) και σε μακροφάγα. Επίσης, έχει ανευρεθεί σε μικρό ποσοστό (<5%) στα κοκκιοκύτταρα, αλλά όχι σε ερυθροκύτταρα ή αιμοπετάλια. Η αλεμτουζουμάμπη δεν φαίνεται να προκαλεί βλάβη στα αιμοποιητικά βλαστικά κύτταρα ή σε άλλες προδρομικές μορφές των κυττάρων του αίματος.

Χρησιμοποιείται σε ασθενείς με χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία (ΧΛΛ), στους οποίους έχει χορηγηθεί θεραπεία με αλκυλιωτικά φάρμακα και στους οποίους έχει αποτύχει η επίτευξη πλή-ρους ή μερικής απόκρισης. Επίσης, σε ασθενείς στους οποίους έχει επιτευχθεί μόνο βραχεία αποθε-ραπεία (λιγότερο των 6 μηνών), μετά από αγωγή με φωσφορική φλουδαραβίνη.

Ανεπιθύμητες ενέργειες εμφανίζονται σε ποσοστό μεγαλύτερο του 80%, συνήθως κατά την πρώτη εβδομάδα της θεραπείας. Πολύ συχνά (>10%), αναφέρονται οξείες αντιδράσεις που σχετίζο-νται με την ενδοφλέβια έγχυση (πυρετός, ρίγη, ναυτία, έμετοι, υπόταση, κόπωση, εξάνθημα, κνίδωση, δύσπνοια, κεφαλαλγία, κνησμός και διάρροια). Η πλειοψηφία αυτών των αντιδράσεων είναι ήπιας έως μέτριας βαρύτητας. Τα συμπτώματα μπορεί να περιοριστούν ή να αποφευχθούν αν χρησιμοποιη-θεί κλιμακούμενη αύξηση της δόσης.

Σοβαρές λοιμώξεις απλού έρπητα και πνευμονίας έχουν αναφερθεί πολύ συχνά (>10%). Ευ-καιριακές λοιμώξεις παρουσιάζονται συχνά (>1-10%), συμπεριλαμβανομένης της πνευμονίας από Pneumocystis carinii, από κυτταρομεγαλοϊό και από Aspergillus.

Γεμτουζουμάμπη (Mylotarg)

Η γεμτουζουμάμπη αναπτύχθηκε ως σύνθετο «οπλισμένο» μονοκλωνικό αντίσωμα, με σκοπό τη στοχευμένη θεραπεία της οξείας μυελογενούς λευχαιμίας. Η προσβολή των λευχαιμικών κυττάρων είναι πολύ αποτελεσματική, επειδή το μονοκλωνικό αντίσωμα είναι συνδεδεμένο με ένα κυτταροτο-ξικό μόριο της κατηγορίας των καλιχεαμικινών (οζογαμικίνη). Δεν έχει αξιοποιηθεί πολύ στη θερα-πευτική, καθώς αρκετές κλινικές δοκιμές έδειξαν ότι η επιβίωση των ασθενών ήταν κατώτερη των συμβατικών φαρμάκων για τη νόσο.

Ιπιλιμουμάμπη (Yervoy)

Η ιπιλιμουμάμπη είναι ένα μονοκλωνικό αντίσωμα που συνδέεται με τη μεμβρανική πρωτεΐ-νη CTLA-4 των κυτταροτοξικών (ή «φονικών») Τ-λεμφοκυττάρων, η οποία διαδραματίζει ανασταλ-τικό ρόλο στη λειτουργία αυτών των κυττάρων. Η σύνδεση της πρωτεΐνης CTLA-4 παρεμποδίζει την εμφάνιση ανασταλτικής δράσης, δηλαδή έχει ως συνέπεια την ενεργοποίηση των φονικών Τ-λεμφοκυττάρων και την αποτελεσματικότερη κυτταροτοξική τους δράση, σε εστίες φλεγμονής ή νεο-πλασματικής εξαλλαγής. Το φάρμακο έχει προταθεί για την αντιμετώπιση αρκετών νεοπλασμάτων, όπως το μελάνωμα, ο μικροκυτταρικός καρκίνος των πνευμόνων, ο μη μικροκυτταρικός καρκίνος των πνευμόνων, ο καρκίνος της ουροδόχου κύστης και ο ανθεκτικός μεταστατικός καρκίνος του προ-στάτη.

Κατουμαξομάμπη (Removab)

Η κατουμαξομάμπη είναι ένα υβριδικό μονοκλωνικό αντίσωμα επύμος και ποντικού, το ο-ποίο στρέφεται κατά της πρωτεΐνης CD3 και της γλυκοπρωτεΐνης EpCAM (Epithelial Cell Adhesion Molecule). Πρόκειται για διαμεμβρανική πρωτεΐνη των επιθηλιακών κυττάρων, η οποία συμμετέχει σε σημαντικές λειτουργίες, όπως η διακυτταρική επικοινωνία, ο πολλαπλασιασμός, η μετανάστευση

238

και η διαφοροποίηση των κυττάρων. Επιπλέον ενεργοποιεί τα ογκογονίδια c-myc, e-fabp, and τις κυκλίνες Α και E, δηλαδή συμμετέχει δε διεργασίες κακοήθους εξαλλαγής. Η εκλεκτική προσκόλλη-ση σε αυτές τις επιφανειακές πρωτεΐνες επιβραδύνει ή και καταργεί αυτές τις λειτουργίες. Χρησιμο-ποιείται για την αντιμετώπιση του ασκίτη που αναπτύσσεται ως αποτέλεσμα καρκίνου της κοιλιακής χώρας, όταν τα ασκιτικά κύτταρα είναι θετικά για τη γλυκοπρωτεΐνη EpCAM.

Μπρεντουξιμάμπη (Adcetris)

Η μπρεντουξιμάμπη είναι ένα «οπλισμένο» μονοκλωνικό αντίσωμα, με την ιδιότητα να κα-τευθύνει την κυτταροτοξική θεραπεία σε εκλεκτικά σημεία πρόσδεσης. Συγκεκριμένα, είναι μία βιο-τεχνολογική χιμαιρική ανοσοσφαιρίνη IgG1 εναντίον της επιφανειακής πρωτεΐνης CD30, η οποία εκφράζεται στη μεμβράνη των λεμφοκυττάρων στη νόσο του Hodgkin και στο απλαστικό μεγαλοκυτ-ταρικό λέμφωμα. Η μπρεντουξιμάμπη φέρει στο μόριό της το φάρμακο μονομεθυλική αουριστατίνη Ε, η οποία αναστέλλει τη δημιουργία των μικροσωληνίσκων και καταργεί, έτσι, τις μιτώσεις των καρκινικών κυττάρων. Έχει προταθεί ως φάρμακο δεύτερης γραμμής, όταν τα παραπάνω λεμφώματα δεν αποκρίνονται στην κανονική αντινεοπλασματική αγωγή.

Ομπινουτουζουμάμπη (Gazyva)

Η ομπινουτουζουμάμπη είναι ανθρώπινο μονοκλωνικό αντίσωμα που στρέφεται κατά της μεμβρανικής πρωτεΐνης CD20 των Β-λεμφοκυττάρων. Ως αποτέλεσμα αυτής της σύνδεσης είναι η καταστροφή των κυττάρων. Έχει προταθεί για την αντιμετώπιση της χρονίας λεμφοκυτταρικής λευ-χαιμίας και ορισμένων λεμφωμάτων, σε συνδυασμό με συμβατικά αντινεοπλασματικά φάρμακα. Η προσθήκη της ομπινουτουζουμάμπης στο θεραπευτικό σχήμα παρατείνει την επιβίωση των ασθενών κατά μερικούς μήνες.

Ριτουξιμάμπη (MabThera)

Χιμαιρικό μονοκλωνικό αντίσωμα ανθρώπου/ποντικού, το οποίο παράγεται με την τεχνολο-γία της γενετικής μηχανικής και αντιπροσωπεύει μια γλυκοσυλιωμένη ανοσοσφαιρίνη με σταθερές περιοχές ανθρώπινης IgGl και διαδοχικές εναλλαγές από μεταβλητές περιοχές ανοσοσφαιρίνης ποντι-κού. Το αντίσωμα παράγεται από καλλιέργεια ωοθηκικών κυττάρων χάμστερ (Chinese hamster ovary). H ριτουξιμάμπη συνδέεται ειδικά με το διαμεμβρανικό αντιγόνο CD20, μία μη γλυκοσυλιω-μένη φωσφοπρωτεΐνη, που εντοπίζεται στα άωρα και ώριμα Β-λεμφοκύτταρα. Το αντιγόνο εκφράζε-ται σε ποσοστό >95% επί του συνόλου των μη-Hodgkin λεμφωμάτων που προέρχονται από Β-λεμφοκύτταρα. Η CD20 ανευρίσκεται επίσης σε φυσιολογικά Β-λεμφοκύτταρα, όχι όμως και στα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα, τα φυσιολογικά πλασματοκύτταρα ή άλλους φυσιολογικούς ιστούς. Η CD20 δεν κυκλοφορεί στο πλάσμα ως ελεύθερο αντιγόνο και, συνεπώς, δεν ανταγωνίζεται για τη σύνδεση με το αντίσωμα.

Το τμήμα Fab της ριτουξιμάμπης συνδέεται με τη διαμεμβρανική πρωτεΐνη CD20 και πιστεύ-εται ότι μέσω του τμήματος Fc ασκεί ανοσολογικές επιδράσεις που καταλήγουν σε λύση των Β-λεμφοκυττάρων, πιθανώς από την ενεργοποίηση του συμπληρώματος. Ο αριθμός των περιφερικών Β-λεμφοκυττάρων μειώνεται κάτω του φυσιολογικού, μετά τη χορήγηση της πρώτης δόσης. Η αποκα-τάσταση του αριθμού των Β-λεμφοκυττάρων αρχίζει μετά από 6 μήνες και φθάνει σε φυσιολογικά επίπεδα 9-12 μήνες μετά την ολοκλήρωση της θεραπείας.

Χρησιμοποιείται σε ασθενείς με οζώδη λεμφώματα σταδίου III-IV που είναι ανθεκτικά στη χημειοθεραπεία ή που έχουν υποτροπιάσει. Επίσης, χορηγείται σε συνδυασμό με χημειοθεραπεία CHOP (κυκλοφωσφαμίδη, δοξορουβικίνη, βινκριστίνη, πρεδνιζόνη), σε ασθενείς με διάχυτο μη-Hodgkin λέμφωμα από μεγάλα Β-λεμφοκύτταρα με θετικό CD20. Οι ασθενείς με υψηλό φορτίο ό-γκου, οριζόμενο ως απλές αλλοιώσεις με διάμετρο >10cm, παρουσιάζουν αυξημένη συχνότητα σο-βαρών αντιδράσεων.

Ανεπιθύμητες αντιδράσεις σχετιζόμενες με την έγχυση, συμπεριλαμβανομένου του «συνδρό-μου απελευθέρωσης κυτταροκινών», εμφανίζονται σε ποσοστό μεγαλύτερο του 50%. Παρουσιάζο-νται κυρίως κατά τη διάρκεια της πρώτης έγχυσης, μέσα στις πρώτες μία ή δύο ώρες. To σύνδρομο απελευθέρωσης κυτταροκινών εκδηλώνεται με πυρετό, ρίγη, ερύθημα, αγγειοοίδημα, ναυτία, κνίδω-

239

ση, εξάνθημα, κακουχία, κεφαλαλγία, ερεθισμό του λαιμού, ρινίτιδα, εμέτους και άλγος στις εστίες της νόσου. Σε περίπου 10% των περιπτώσεων, συνυπάρχουν υπόταση και βρογχόσπασμος. Ενδέχεται να προκύψει επιδείνωση τυχόν καρδιακών παθήσεων, όπως στηθάγχη ή συμφορητική καρδιακή ανε-πάρκεια. Γενικώς, τα συμβάματα που σχετίζονται με την αρχική έγχυση τείνουν να περιορίζονται ση-μαντικά κατά τις επόμενες εγχύσεις. Έχουν αναφερθεί θάνατοι σε ασθενείς που ανέπτυξαν σοβαρό σύνδρομο απελευθέρωσης κυτταροκινών. Ενίοτε συνυπάρχουν σημεία και συμπτώματα του συνδρό-μου λύσης του όγκου, το οποίο οδηγεί σε ανεπάρκεια πολλαπλών οργάνων, αναπνευστική ανεπάρ-κεια και νεφρική ανεπάρκεια. Μικρός αριθμός ασθενών μπορεί να εμφανίσει δυσκρασίες αίματος, οι οποίες είναι συνήθως αναστρέψιμες, όπως σοβαρή θρομβοκυτταροπενία (1.3%), ουδετεροπενία (1.9%) και βαριά αναιμία (1.0%). Σπανίως, έχουν αναφερθεί περιστατικά πανκυτταροπενίας, αιμολυ-τικής αναιμίας ή απλαστικής αναιμίας της ερυθράς σειράς.

Ανάλογο φάρμακο με τη ριτουξιμάμπη είναι η Οφατουμουμάμπη (Arzerra), ένα χιμαιρικό μονοκλωνικό αντίσωμα που στρέφεται εναντίον άλλου επιτόπου στο μόριο της διαμεμβρανικής πρω-τεΐνης CD20 των Β-λεμφοκυττάρων. Έχει τις ίδιες εφαρμογές με τη ριτουξιμάμπη.

Σετουξιμάμπη (Erbitux)

Χιμαιρικό αντίσωμα εναντίον του ανθρώπινου υποδοχέα του επιδερμικού αυξητικού παράγο-ντα (EGFR). Χρησιμοποιείται στον μεταστατικό καρκίνο του παχέος εντέρου, τα κύτταρα του οποίου υπερεκφράζουν τον παραπάνω υποδοχέα, σε συνδυασμό με το φάρμακο ιρινοτεκάνη, όταν η χορήγη-ση μόνον ιρινοτεκάνης δεν έχει τα αναμενόμενα αποτελέσματα.

Οι συνηθέστερες ανεπιθύμητες ενέργειες αφορούν δερματικές εκδηλώσεις (εξάνθημα τύπου ακμής, δυσπλασία ονύχων), δύσπνοια, αντιδράσεις υπερευαισθησίας και επιπεφυκίτιδα.

Παρόμοιο φάρμακο με τη σετουξιμάμπη, είναι η Πανιτουμουμάμπη (Vectibix), αλλά επειδή είναι αμιγώς ανθρώπινη μονοκλωνική ανοσοσφαιρίνη IgG2 έχει λιγότερες αντιδράσεις υπερευαισθη-σίας. Παρεμποδίζει την ανάπτυξη και τη μεταστατική δυναμική των καρκινικών κυττάρων επειδή προσδένεται στον μεμβρανικό υποδοχέα του EGFR. Ενδείκνυται σε ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα του παχέος εντέρου που εκφράζει μία άτυπη μορφή του ογκογονιδίου RAS. Συνδυάζεται με συμβατικά αντικαρκινικά φάρμακα.

Τραστουζουμάμπη (Herceptin)

Η τραστουζουμάμπη είναι ανασυνδυασμένο εξανθρωποποιημένο IgG1 μονοκλωνικό αντίσω-μα έναντι του υποδοχέα τύπου 2 του ανθρώπινου επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (Human Epi-dermal Growth Factor Receptor 2, HER2). Παρασκευάζεται σε καλλιέργειες ωοθηκικών κυττάρων χάμστερ.

Υπερέκφραση του HER2 εμφανίζεται στο 20-30% των αρχικών σταδίων καρκίνου του μα-στού. Οι ασθενείς στους οποίους υπερεκφράζεται το HER2 έχουν βραχύτερο διάστημα ελεύθερο νό-σου, συγκριτικά με άλλους των οποίων οι όγκοι δεν υπερεκφράζουν το HER2. Το εξωκυτταρικό τμή-μα του υποδοχέα μπορεί να εισέλθει στην κυκλοφορία του αίματος και να μετρηθεί σε δείγματα ορού. Η κυτταροτοξικότητα της τραστουζουμάμπης παρουσιάζεται επιλεκτικά στα καρκινικά κύτταρα που υπερεκφράζουν τον HER2, συγκριτικά με τα κύτταρα που δεν υπερεκφράζουν τον HER2.

Χρησιμοποιείται μόνο σε ασθενείς οι όγκοι των οποίων υπερεκφράζουν το HER2 σε επίπεδο 3+, όπως προσδιορίζεται ανοσοϊστοχημικά, ως μονοθεραπεία ή σε συνδυασμό με ανθρακυκλίνες ή ταξάνια. Όταν η τραστουζουμάμπη χορηγείται ως μονοθεραπεία ή σε συνδυασμό με πακλιταξέλη, οι συνηθέστερες ανεπιθύμητες ενέργειες είναι συμπτώματα σχετιζόμενα με την πρώτη έγχυση (πυρετός και ρίγη). Επίσης, σε ποσοστό 10% των ασθενών εμφανίζονται κοιλιακό άλγος, θωρακαλγία, αδυ-ναμία, αρθραλγίες, μυαλγίες, κεφαλαλγία, πυρετός, αδυναμία, διάρροια, ναυτία, έμετοι και εξανθή-ματα.

Μία σημαντική εξέλιξη στη θεραπεία του μεταστατικού καρκίνου του μαστού είναι το φάρ-μακο Kadcyla, το μόριο του οποίου αποτελείται από τραστουζουμάμπη και μερτανσίνη. Το φάρμακο συνδέεται εκλεκτικά στα καρκινικά κύτταρα που υπερεκφράζουν τον υποδοχέα HER2. Το σύμπλεγμα που δημιουργείται εισέρχεται στο κυτταρόπλασμα με πινοκύτωση, όπου και διασπάται. Δηλαδή, πρό-κειται για ένα «οπλισμένο» μονοκλωνικό αντίσωμα, το οποίο αποδίδει τον κυτταροτοξικό του οπλι-σμό με εκλεκτική στόχευση. Η μερτανσίνη έχει την ιδιότητα να συνδέεται με την τουμπουλίνη, με

240

αποτέλεσμα να καταστρέφει τους μικροσωληνίσκους του κυτταροσκελετού και να πυροδοτεί την α-πόπτωση των καρκινικών κυττάρων.

Ανάλογο φάρμακο με την τραστουζουμάμπη είναι η Περτουζουμάμπη (Perjeta), η οποία στρέφεται επίσης κατά του υποδοχέα για τον ανθρώπινο επιδερμικό αυξητικό παράγοντα HER2. Πα-ρεμποδίζει τον διμερισμό του υποδοχέα και καθυστερεί την εξέλιξη του μεταστατικού καρκίνου του μαστού, όταν στα κύτταρά του υπερεκφράζεται ο HER2. Έχει προταθεί για την αντιμετώπιση τέτοιου τύπου καρκίνου του μαστού, σε συνδυασμό με τραστουζουμάμπη και δοσεταξέλη.

4.2.2.Ως Ανοσοκατασταλτικά και Αντιφλεγμονώδη Φάρμακα 1.Μονοκλωνικά αντισώματα κατά του TNF-α

Ο TNF-α (Tumor Necrosis Factor-alfa, άλφα-ογκονεκρωτικός παράγοντας) είναι μία κυττα-ροκίνη με πλειοτροπικές δράσεις σε πολλά μεταβολικά μονοπάτια του οργανισμού. Έχει πάρει το όνομά του από την ικανότητα που διαθέτει να καταστέλλει την ανάπτυξη ορισμένων νεοπλασμάτων, ενώ παράλληλα συμμετέχει στις φλεγμονώδεις διεργασίες, στην παθογένεια της παχυσαρκίας και της ινσουλινοαντίστασης, στον μεταβολισμό των λιπιδίων και πολλές άλλες λειτουργίες, μέσω της σύν-δεσής του στους ειδικούς υποδοχείς του TNF (TNFR). Τα μονοκλωνικά αντισώματα που παρεμποδί-ζουν τη δράση του παρεμβαίνουν στην παθογένεια πολλών ανοσολογικών και φλεγμονωδών διατα-ραχών

Γκολιμουμάμπη (Simponi)

Πρόκειται για αμιγή ανθρώπινη ανοσοσφαιρίνη IgG1, που στρέφεται κατά του TNF-α. Περι-ορίζει τη φλεγμονώδη αντίδραση, χωρίς να προκαλεί κυτταρόλυση. Ενδείκνυται σε ρευματοειδή αρ-θρίτιδα, νεανική ιδιοπαθή αρθρίτιδα, ψωριασική αρθρίτιδα, αγκυλοποιητική σπονδυλίτιδα και κατά πλάκας ψωρίαση. Έχει μεγάλο χρόνο υποδιπλασιασμού και αρκεί μία υποδόρια ένεση τον μήνα.

Ετανερσέπτη (Enbrel)

Η ετανερσέπτη μία πρωτεΐνη που παρασκευάζεται με τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA σε καλλιέργειες επιθηλιακών κυττάρων από ωοθήκη Hamster. Πρόκειται για μία διμερή χιμαιρική πρω-τεΐνη, η οποία προκύπτει από τη σύντηξη της εξωκυττάριας περιοχής σύνδεσης του TNF-αR και της περιοχής Fc της ανθρώπινης IgG1. Προσδένεται στους TNF-αR και TNF-βR, με αποτέλεσμα να περι-ορίζει τη φλεγμονώδη αντίδραση. Ενδείκνυται σε ρευματοειδή αρθρίτιδα, νεανική ιδιοπαθή αρθρίτι-δα, ψωριασική αρθρίτιδα, αγκυλοποιητική σπονδυλίτιδα και κατά πλάκας ψωρίαση.

Ινφλιξιμάμπη (Remicade)

Αντίσωμα εναντίον των διαλυτών και διαμεμβρανικών τύπων του TNF-α, το οποίο χρησιμο-ποιείται για την επιβράδυνση των παραμορφωτικών αλλοιώσεων της ρευματοειδούς αρθρίτιδας, όταν έχει αποτύχει η αγωγή με μεθοτρεξάτη. Επίσης, στη νόσο του Crohn, όταν έχει αποτύχει η αγωγή με ανοσοκατασταλτικά. Διαθέτει επίσης ικανοποιητική αποτελεσματικότητα στην αγκυλοποιητική σπονδυλίτιδα.

Από τη μέχρι σήμερα εφαρμογή της ινφλιξιμάμπης έχουν προκύψει αρκετές επιφυλάξεις για ενδεχόμενες σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες (αναζωπύρωση παλαιάς φυματίωσης, εκδηλώσεις από το ΚΝΣ και περιπτώσεις αναφυλακτοειδών αντιδράσεων). Για τους λόγους αυτούς, η κυκλοφορία του φαρμάκου επιτρέπεται με την προϋπόθεση ότι θα χορηγείται μόνον σε ειδικώς επιλεγμένους ασθενείς. Nεότερο προϊόν, ανάλογο της ινφλιξιμάμπης, είναι η Ανταλιμουμάμπη (Truxeda και Humira). Πρό-κειται για αντίσωμα εναντίον του TNF-α, του οποίου εξουδετερώνει τη βιολογική δράση. Ως κύρια ένδειξη έχει τη χρονία ρευματοειδή αρθρίτιδα. Φαίνεται ότι διαθέτει παρόμοιες ανεπιθύμητες ενέρ-γειες με το Remicade, όπως π.χ. η αναζωπύρωση χρόνιας φυματίωσης.

Σερτολιζουμάμπη (Cimzia)

Πρόκειται για ανασυνδυασμένη εξανθρωπισμένη ανοσοσφαιρίνη και συγκεκριμένα για το κλάσμα Fab, η οποία παράγεται σε καλλιέργειες Escherichia coli. Κυκλοφορεί ως προϊόν σύζευξης με πολυαιθυλενογλυκόλη (pegol). Συνδέεται με τον TNF-α, τον οποίο αδρανοποιεί χωρίς, όμως, να

241

προκαλεί κυτταρόλυση. Ενδείκνυται σε διάφορες νόσους με αυτοάνοσο υπόστρωμα, σε συνδυασμό με άλλα φάρμακα (νόσος του Crohn, ρευματοειδή αρθρίτιδα, αγκυλοποιητική σπονδυλίτιδα, ψωρια-σική αρθρίτιδα).

2.Άλλα αντιφλεγμονώδη μονοκλωνικά αντισώματα Αλεφασέπτη (Amevine)

Η αλεφασέπτη προκύπτει από τη συνένωση του τμήματος Fc μιας ανθρώπινης ανοσοσφαιρί-νης IgG1 με το εξωκυττάριο τμήμα του μεμβρανικού αντιγόνου CD2, το οποίο υπάρχει στα ανθρώπι-να κυτταροτοξικά Τ-λεμφοκύτταρα και αποτελεί υποδοχέα για τον διεγερτικό παράγοντα LFA-3 των δενδριτικών κυτάρων. Παρεμποδίζει τη διέγερση και τον πολλαπλασιασμό των Τ-λεμφοκυττάρων. Χρησιμοποιείται κατά της ψωρίασης, επειδή επηρεάζει κυρίως τα κύτταρα CD4 και CD8 που είναι φορείς της ανοσολογικής μνήμης και εμπλέκονται σε χρόνιες αυτοάνοσες αντιδράσεις.

Αμπατασέπτη (Orencia)

Η αμπατασέπτη προκύπτει από τη συνένωση του τμήματος Fc μιας ανθρώπινης ανοσοσφαι-ρίνης IgG1 με το εξωκυττάριο τμήμα του μεμβρανικού υποδοχέα CTLA-4 των ανθρώπινων κυτταρο-τοξικών Τ-λεμφοκύταρων. Το αντιγόνο CTLA-4 (από το Cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4) σχετίζεται με την αναστολή της λειτουργίας των κυτταροτοξικών λεμφοκυττάρων. Είναι προϊόν ανασυνδυασμένου DNA, το οποίο παράγεται σε καλλιέργειες επιθηλιακών κυττάρων από ωοθήκες Hamster.

Η ενεργοποίηση των Τ-λεμφοκυττάρων απαιτεί αφενός την αναγνώριση ενός αντιγόνου που μεταφέρεται με τα δενδριτικά κύτταρα και αφετέρου την ταυτόχρονη σύνδεση των μορίων CD80 και CD86 των δενδριτικών κυτάρων στους υποδοχείς CD28 και CTLA-4 των Τ-λεμφοκυττάρων. Η α-μπατασέπτη παρεμποδίζει αυτή τη διαδικασία, επειδή προσκολλάται στα μόρια CD80 και CD86, με αποτέλεσμα να μειώνεται ο πολλαπλασιασμός των Τ-λεμφοκυττάρων, καθώς και των κυτταροκινών που παράγονται από αυτά (κυρίως η ιντερλευκίνη 2 και ο TNF-α).

Χρησιμοποιείται για τη ρευματοειδή αρθρίτιδα των ενηλίκων και για την ιδιοπαθή νεανική αρθρίτιδα. Όπως και με τα άλλα αντι-TNF φάρμακα, οι ασθενείς πρέπει να παρακολουθούνται για τον κίνδυνο αναζωπύρωσης παλαιάς φυματίωσης.

Βασιλιξιμάμπη (Simulect)

Αντίσωμα εναντίον του υποδοχέα της ιντερλευκίνης 2 (IL-2), το οποίο αναστέλλει τη δράση των λεμφοκυττάρων που εμπλέκονται στην ανοσοαπόκριση και την απόρριψη των μοσχευμάτων. Χρησιμοποιείται ως ανοσοκατασταλτικό μέσο για την πρόληψη της οξείας απόρριψης νεφρικών αλ-λομοσχευμάτων, μαζί με κυκλοσπορίνη και κορτικοστεροειδή, σε ασθενείς που έχουν χαμηλό δείκτη αντισωμάτων.

Από τη μέχρι σήμερα εφαρμογή της βασιλιξιμάμπης έχουν καταγραφεί μάλλον ήπιες ανεπι-θύμητες ενέργειες, σε σύγκριση με άλλα ανοσοκατασταλτικά φάρμακα (οιδήματα, υπέρταση, κεφα-λαλγίες, αναιμία, υπερκαλιαιμία, δυσκοιλιότητα).

Δακλιζουμάμπη (Zenapax )

Αντίσωμα εναντίον του υποδοχέα της ιντερλευκίνης 2 (IL-2) των λεμφοκυττάρων, παρόμοιο της βασιλιξιμάμπης (Simulect) από άποψη ενδείξεων και ανεπιθύμητων ενεργειών.

Κανακινουμάμπη (Ilaris)

Η κανακινουμάμπη είναι ένα ανθρώπινο μονοκλωνικό αντίσωμα, με απόλυτη εξειδίκευση εναντίον της ιντερλευκίνης-1β. Δεν αντιδρά με άλλες ιντερλευκίνες, ούτε καν με την πολύ παρόμοια ιντερλευκίνη-1α. Με τη δέσμευση της ιντερλευκίνης-1β, βελτιώνεται θεαματικά η πορεία αρκετών αυτοάνοσων παθήσεων, όπως το σύνδρομο κρυοπυρίνης, το σύνδρομο Muckle-Wells και η πολυ-φλεγμονώδης αντίδραση των νεογνών. Επίσης, έχει προταθεί για την αντιμετώπιση των αυτοάνοσων αποφρακτικών πνευμονοπαθειών.

242

Μουρονομάμπη (Orthoclone OKT3)

Η μουρουνομάμπη είναι μονοκλωνικό αντίσωμα κατά των μεμβρανικών πρωτεϊνών CD3 στην επιφάνεια των Τ-λεμφοκυττάρων. Η προσκόλλησή της σε αυτές τις πρωτεΐνες οδηγεί σε κατα-στροφή των Τ-λεμφοκυττάρων. Έχει χρησιμοποιηθεί ως ανοσοκατασταλτικό μέσο, για την αντιμετώ-πιση της οξείας απόρριψης μοσχευμάτων νεφρών, καρδιάς και ήπατος, όταν δεν αποδίδει η χρήση γλυκοκορτικοειδών. Σε αντίθεση με τα μονοκλωνικά αντισώματα βασιλιξιμάμπη και δακλιζουμάμπη, η μουρονομάμπη δεν ενδείκνυται για προληπτική ανοσοκατασταλτική αγωγή.

Μπελιμουμάμπη (Benlysta)

Η μπελιμουμάμπη είναι ανθρώπινο μονοκλωνικό αντίσωμα που στρέφεται κατά του διεγέρτη των Β-λεμφοκυττάρων (B-lymphocyte stimulator, BLyS). Όπως είναι γνωστό, τα Β-λεμφοκύτταρα είναι απαραίτητα για τις φυσιολογικές ανοσολογικές απαντήσεις του οργανισμού. Ωστόσο, μερικές φορές η συμμετοχή τους εκτρέπει τις απαντήσεις αυτές προς την παθογένεια, όπως στην περίπτωση των υπεραντιδράσεων του ερυθηματώδους λύκου και του συνδρόμου Sjögren. Σε ορισμένους ασθε-νείς με αυτές τις παθολογικές καταστάσεις, η μπελιμουμάμπη ενδέχεται να έχει ευεργετικά αποτελέ-σματα.

Ναταλιζουμάμπη (Tysabri)

Είναι ένα εξανθρωπισμένο μονοκλωνικό αντίσωμα IgG4, που στρέφεται εκλεκτικά κατά της υπομονάδας α-4 των ιντεγρινών. Στην επιφάνεια των λευκών αιμοσφαιρίων, οι ιντεγρίνες β1 και β7 επιτελούν τη λειτουργία της χημειοτακτικής πρόσδεσης στα σημεία φλεγμονής. Η αδρανοποίηση αυ-τών των μορίων περιορίζει σημαντικά τον ρόλο των λευκών αιμοσφαιρίων. Χρησιμοποιείται σε χρό-νιες αυτοάνοσες ασθένειες, όπως η σκλήρυνση κατά πλάκας και η νόσος του Crohn, ως επικουρικό φάρμακο.

Ομαλιζουμάμπη (Xolair)

Βιοτεχνολογικό προϊόν από ανασυνδυασμένο DNA, με εκλεκτική πρόσδεση στις ανοσοσφαι-ρίνες IgE που θεωρούνται υπεύθυνες για τη διέγερση των υποδοχέων Fcε στην επιφάνεια των ιστιο-κυττάρων και των βασεόφιλων κυττάρων. Από τη διέγερση αυτή, εκλύονται ποικίλα βιοδραστικά μό-ρια που σχετίζονται με τις θορυβώδεις οξείες αλλεργικές αντιδράσεις (αναφυλαξία, λαρυγγόσπασμος και οξύ αλλεργικό άσθμα). Χορηγείται σε ασθενείς με αλλεργικό άσθμα, όταν δεν αποδίδει ή αντεν-δείκνυται η αγωγή με εισπνεόμενα γλυκοκορτικοειδή. Ουστεκινουμάμπη (Stelara)

Πρόκειται για ανθρώπινο μονοκλωνικό αντίσωμα IgG1κ που αδρανοποιεί την υπομονάδα p40 στο μόριο των ιντερλευκινών 12 και 23 (IL-12 and IL-23). Η δέσμευση της υπομονάδας p40 παρε-μποδίζει τις ιντερλευκίνες να συνδεθούν στους αντίστοιχους υποδοχείς των λεμφοκυττάρων (IL-12R1). Οι ιντελευκίνες που έχουν ήδη προσδεθεί στους υποδοχείς αυτούς δεν επηρεάζονται από την ουστεκινουμάμπη.

Οι ιντερλευκίνες 12 και 23 εκλύονται από ενεργοποιημένα μακροφάγα και δενδριτικά κύττα-ρα, δηλαδή από κύτταρα που μεταφέρουν τα αντιγόνα («αντιγονοπαρουσιαστικά») και μεσολαβούν στην έναρξη της ανοσολογικής απάντησης. Η IL-12 διεγείρει τα κυτταροτοξικά λεμφοκύτταρα (killer cells) και επίσης διαφοροποιεί τα CD4+ T-λεμφοκύτταρα προς επικουρικά κύτταρα τύπου 1 (Th1, helper cells 1). Παράλληλα η IL-23 συμβάλλει στη διαφοροποίηση των επικουρικών κυττάρων τύπου 17 (Th17). Οι ενέργειες αυτές αναστέλλονται από την ουστεκινουμάμπη, η οποία είναι χρήσιμη στην αντιμετώπιση της ψωρίασης και της ψωριασικής αρθρίτιδας, επειδή ακριβώς οι υπότυποι Th1 και Th17 των λεμφοκυττάρων διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στην παθογένεια αυτών των νοσημάτων.

Τοσιλιζουμάμπη (RoActemra)

Μονοκλωνικό αντίσωμα, με εκλεκτική σύνδεση στους μεμβρανικούς υποδοχείς των λεμφο-κυττάρων για την ιντερλευκίνη 6 (IL-6), η οποία έχει κεντρικό ρόλο στις φλεγμονώδεις αντιδράσεις. Η κατάργηση της δράσης της IL-6 μειώνει τη διέγερση των λεμφοκυττάρων και περιορίζει σημαντικά τη διεργασία της φλεγμονής. Χορηγείται σε ασθενείς με ρευματοειδή αρθρίτιδα, όταν δεν υπάρχει

243

ανταπόκριση στα φάρμακα που στρέφονται κατά του TNF-α. Απαιτείται παρακολούθηση για τον φό-βο της αναζωπύρωσης τυχόν χρόνιας φυματίωσης.

4.2.3.Ως Φάρμακα κατά Διαφόρων Παθήσεων

Αβσιξιμάμπη (Reopro)

Πρόκειται για χιμαιρικό μονοκλωνικό αντίσωμα που συνδέεται και αδρανοποιεί τον γλυκο-πρωτεϊνικό υποδοχέα (GP) IIb/IIIa στην επιφάνεια των αιμοπεταλίων, καθώς και τον υποδοχέα (αvß3) της βιτρονεκτίνης που απαντά στα αιμοπετάλια και στο ενδοθήλιο των αγγείων. Η αδρανοποίηση αυ-τών των υποδοχέων παρεμποδίζει τη συγκόλληση των αιμοπεταλίων, επειδή λειτουργεί ως φραγμός στη σύνδεση διαφόρων ενδογενών παραγόντων που πυροδοτούν τη συγκόλληση, όπως το ινωδογόνο και ο παράγοντας von Willebrand. Χρησιμοποιείται ως αντιαιμοπεταλιακό φάρμακο, σε ασθενείς που υπόκεινται σε επεμβατική καρδιολογική με καθετηριασμό («μπαλονάκι»).

Δενοσουμάμπη (Prolia)

Ανθρώπινο μονοκλωνικό αντίσωμα IgG2, το οποίο παρεμβαίνει στην ωρίμανση των οστεο-κλαστών, δηλαδή των κυττάρων εκείνων που αποδομούν τον οστίτη ιστό και απαελευθερώνουν ιόντα ασβεστίου στο πλάσμα. Συγκεκριμένα, η δενοσουμάμπη δεσμεύει τον παράγοντα RANKL (Receptor Activator of Nuclear factor Kappa-beta Ligand) και αδρανοποιεί έτσι το ενδοκυττάριο μονοπάτι ωρί-μανσης των οστεοκλαστών. Χορηγείται σε μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες με βαριά οστεοπόρωση, οι οποίες κινδυνεύουν από αυτόματα κατάγματα. Κατά τη διάρκεια της αγωγής, απαιτείται παράλληλη χορήγηση σκευασμάτων ασβεστίου και βιταμίνης D. Εκουλιζουμάμπη (Soliris)

Πρόκειται για εξανθρωπισμένο μονοκλωνικό αντίσωμα IgG, το οποίο στρέφεται κατά του τμήματος C5 του συμπληρώματος και αναστέλλει τη μετάπτωση στα ενεργοποιημένα κλάσματα C5a και C5b. Είναι χρήσιμο φάρμακο για τον περιορισμό της νυκτερινής αιμοσφαιρινουρίας, η οποία οφεί-λεται σε λύση των ερυθρών αιμοσφαρίων με τη διαμεσολάβηση του συμπληρώματος. Με τη θερα-πευτική αγωγή, βελτιώνονται τα συμπτώματα της κακουχίας από την αναιμία και σταματά η αιμο-σφαιρινουρία. Έχει διαπιστωθεί ότι η χρήση του φαρμάκου στα παιδιά μπορεί να αυξήσει την πιθανό-τητα εμφάνισης μηνιγγιτιδοκοκκικής λοίμωξης.

Ιβριτουμομάμπη (Zevalin)

Πρόκειται για μονοκλωνικό αντίσωμα εναντίον της επιφανειακής πρωτεΐνης CD20 των Β-λεμφοκυττάρων, δηλαδή με δράση παρόμοια της ριτουξιμάμπης (MabThera). Ωστόσο, η ιβριτουμο-μάμπη περιέχει επίσης ραδιενεργό ύττριο (90Υ), το οποίο επιτείνει τη στοχευμένη κυτταροτοξική δράση. Χρησιμοποιείται σε μη-Hodgkin λεμφώματα, όταν τα λεμφοκύτταρα είναι θετικά ως προς το αντιγόνο CD20.

Εμφανίζει συνήθεις ανεπιθύμητες ενέργειες, όπως ναυτία, εμέτους και ανορεξία, καθώς και άλλες σοβαρότερες που αποδίδονται στην ακτινοβολία από το προσαρτημένο ραδιοϊσότοπο, όπως αναπνευστικές διαταραχές (κυρίως έντονο βήχα) και δυσκρασίες αίματος (ακοκκιοκυτταραιμία, θρομβοπενία και αναιμία).

Μπεβασιζουμάμπη (Avastin)

Αντίσωμα εναντίον του ανθρώπινου αυξητικού παράγοντα αγγειογένεσης (VEGF-A, Vascu-lar Endothelial Growth Factor Alpha), η δέσμευση του οποίου περιορίζει την ανάπτυξη των όγκων και τις μεταστάσεις. Έχει χρησιμοποιηθεί σε πρωτόκολλα κυτταροστατικής θεραπείας, ως επικουρικό φάρμακο μαζί με ιρινοτεκάνη και 5-φθοριουρακίλη. Έχει επίσης προταθεί για την αντιμετώπιση της νεοαγγειογένεσης που συνδυάζεται με εκφύλιση της ωχράς κηλίδας.

Ασθενείς που έλαβαν μπεβασιζουμάμπη, είτε ως μονοθεραπεία ή ως συνδυαστική αγωγή, εμφάνισαν κακουχία, διάρροια, ναυτία και πόνο στο σημείο της ένεσης. Οι σοβαρότερες ανεπιθύμη-τες ενέργειες ήταν διάτρηση του πεπτικού συστήματος, αιμορραγία και θρομβοεμβολικά επεισόδια.

Παλιβιζουμάμπη (Synagis)

244

Αντίσωμα κατά του συγκυτιακού ιού του αναπνευστικού συστήματος. Χρησιμοποιείται σε πρόωρα νεογνά (μέχρι ηλικίας 6 μηνών) ή σε βρέφη μέχρι 2 ετών με προβλήματα από βρογχοπνευμο-νική δυσπλασία, για την πρόληψη λοιμώξεων από αναπνευστικό συγκυτιακό ιό (RSV). Τα παιδιά αυ-τά διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο λοίμωξης από RSV ή ενδέχεται να εμφανίσουν βαρύτερη κλινική εικόνα.

Οι σοβαρότερες ανεπιθύμητες ενέργειες είναι πυρετός, αντίδραση στο σημείο της ένεσης και νευρικότητα.

Ρανιβιζουμάμπη (Lucentis)

Είναι μονοκλωνικό αντίσωμα IgG1 Fab κατά του VEGF-A, με αποτέλεσμα της αναστολή της αγγειογένεσης. Σε αντίθεση με τη μπεβασιζουμάμπη, η ρανιβιζουμάμπη ενίεται στο υαλοειδές σώμα του οφθαλμού, επειδή έχει ως κύρια ένδειξη την επιβράδυνση της νεοαγγειογένεσης που συνδυάζεται με εκφύλιση της ωχράς κηλίδας. Επίσης, έχει δοκιμαστεί σε περιπτώσεις ξαφνικής τύφλωσης από οίδημα της ωχράς κηλίδας μετά από απόφραξη της φλέβας του αμφιβληστροειδούς. Ανάλογες κλινι-κές εφαρμογές έχει το ολιγονουκλεοτίδιο Πεγκαπτανίβη, το οποίο δεσμεύει τον VEGF-A.

Ραξιμπακουμάμπη (Raxibacumab)

Η ραξιμπακουμάμπη είναι ένα μονοκλωνικό αντίσωμα που στρέφεται εναντίον της θανατη-φόρου τοξίνης του μικροβίου του άνθρακα (Bacillus anthracis). Έχει προταθεί για την προφύλαξη και τη θεραπεία του «αερομεταφερόμενου άνθρακα», δηλαδή της διασποράς της νόσου από την ει-σπνοή σπορίων του μικροβίου. Δεν έχει πλήρως τεκμηριωθεί η υπεροχή της ραξιμπακουμάμπης ένα-ντι της θεραπείας με το αντιβιοτικό λεβοφλοξασίνη.

5.Συμπεράσματα

Τα τελευταία χρόνια, έχουν αναπτυχθεί πολλά μονοκλωνικά αντισώματα, τα οποία αξιο-ποιούνται στην κλινική πράξη είτε ως διαγνωστικά είτε ως θεραπευτικά μέσα. Στον τομέα αυτόν, γί-νεται εντατική έρευνα, επειδή η εμπειρία από τη χρήση των μονοκλωνικών αντισωμάτων ανοίγει δυ-ναμικές προοπτικές για τη δημιουργία καινοτόμων φαρμάκων, όπως π.χ. η σύνθεση μορίων εμπλου-τισμένων με επιπρόσθετους κυτταροτοξικούς παράγοντες (ισότοπα, τοξίνες και αντικαρκινικά φάρ-μακα).

Η κλινική εφαρμογή των μονοκλωνικών αντισωμάτων έχει αποδείξει τη μεγάλη θεραπευτική σημασία της εκλεκτικής τοξικότητας, με τη στόχευση συγκεκριμένων κυττάρων. Πρέπει, ωστόσο, να αναφερθεί ότι πολύ συχνά τα αποτελέσματα της αγωγής ήταν κατώτερα των προσδοκιών και δυσα-νάλογα της μεγάλης αισιοδοξίας που υπήρχε κατά την εισαγωγή αυτών των προϊόντων στην κλινική πράξη, για λόγους είτε περιορισμένης αποτελεσματικότητας είτε αυξημένης τοξικότητας. Είναι βέ-βαιο ότι υπάρχουν ακόμη πολλά περιθώρια για τη μελλοντική ανάπτυξη καταλληλότερων μορίων, τα οποία θα εμφανίζουν μεγαλύτερη ευστοχία σε συγκεκριμένες κυτταρικές ομάδες και συνεπώς περιο-ρισμένες ανεπιθύμητες ενέργειες.

Ενδεικτική βιβλιογραφία Baert F, Noman M, Vermeire S, Van Assche G, D' Haens G, Carbonez A & Rutgeerts P. Influence of

immunogenicity on the long-term efficacy of infliximab in Crohn's disease. N. Engl. J. Med. 348, 601–608 (2003).

Bartelds GM, Wijbrandts CA, Nurmohamed MT, Stapel S, Lems WF, Aarden L, Dijkmans BA, Tak PP & Wolbink GJ. Clinical response to adalimumab: relationship to anti-adalimumab anti-bodies and serum adalimumab concentrations in rheumatoid arthritis. Ann. Rheum. Dis. 66, 921–926 (2007).

Beerli RR & Rader C. Mining human antibody repertoires. MAbs 2, 361–374 (2010).

245

Bender NK, Heilig CE, Dröll B, Wohlgemuth J, Armbruster FP & Heilig B. Immunogenicity, efficacy and adverse events of adalimumab in RA patients. Rheumatol. Int. 27, 269–274 (2007).

Chung CH, Mirakhur B, Chan E, Le QT, Berlin J, Morse M, Murphy BA, Satinover SM, Hosen J, Mauro D, Slebos RJ, Zhou Q, Gold D, Hatley T, Hicklin DJ & Platts-Mills TA. Cetuximab-induced anaphylaxis and IgE specific for galactose-α-1,3-galactose. N. Engl. J. Med. 358, 1109–1117 (2008).

Cingoz O. Ustekinumab. MAbs 1, 216–221 (2009).

Dall'Era M. & Wofsy D. Connective tissue diseases: belimumab for systemic lupus erythematosus: breaking through? Nature Rev. Rheumatol. 6, 124–125 (2010).

Darveaux J & Busse WW. Biologics in asthma-the next step toward personalized treatment. J. Allergy Clin. Immunol. Pract., 3(2):152-160 (2015).

Glennie MJ, French RR, Cragg MS & Taylor RP. Mechanisms of killing by anti-CD20 monoclonal antibodies. Mol. Immunol. 44, 3823–3837 (2007).

Harding FA, Stickler MM, Razo J & DuBridge RB.The immunogenicity of humanized and fully hu-man antibodies: residual immunogenicity residues in the CDR regions. Mabs 2, 256–265 (2010).

Hilal-Dandan R & Brunton LL. Goodman & Gilman’s Manual of Pharmacology and Therapeutics. Second Edition, McGraw-Hill Education, Medical, New York, 2014.

Hodi FS, O'Day SJ, McDermott DF, Weber RW, Sosman JA, Haanen JB, Gonzalez R, Robert C, Schadendorf D, Hassel JC, Akerley W, van den Eertwegh AJ, Lutzky J, Lorigan P, Vaubel JM, Linette GP, Hogg D, Ottensmeier CH, Lebbé C, Peschel C, Quirt I, Clark JI, Wolchok JD, Weber JS, Tian J, Yellin MJ, Nichol GM, Hoos A & Urba WJ. Improved survival with ipilimumab in patients with metastatic melanoma. N. Engl. J. Med. 363, 711–723 (2010).

Hohlfeld R & Wekerle H. Drug Insight: using monoclonal antibodies to treat multiple sclerosis. Nat. Clin. Pract. Neurol. 1: 34-44 (2005).

James K & Bell GT. Human monoclonal antibody production. Current status and future prospects. J. Immunol. Methods 100, 5–40 (1987).

Jefferis R & LeFranc M-P. Human immunoglobulin allotypes — possible implications for immuno-genicity. MAbs 1, 332–338 (2009).

Κοhler G & Milstein C. Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specifici-ty. Nature 256 (5517), 495–497 (1975).

Kozbor D, Lagarde AE & Roder JC. Human hybridomas constructed with antigen-specific Epstein–Barr virus-transformed cell lines. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79, 651–6655 (1982).

Lachmann HJ, Kone-Paut I, Kuemmerle-Deschner JB, Leslie KS, Hachulla E, Quartier P, Gitton X, Widmer A, Patel N & Hawkins PN; Canakinumab in CAPS Study Group.Use of cana-kinumab in the cryopyrin-associated periodic syndrome. N. Engl. J. Med. 360, 2416–2425 (2009).

Lecluse LL, Driessen RJ, Spuls PI, de Jong EM, Stapel SO, van Doorn MB, Bos JD & Wolbink GJ. Extent and clinical consequences of antibody formation against adalimumab in patients with plaque psoriasis. Arch. Dermatol. 146, 127–132 (2010).

Lofgren JA, Dhandapani S, Pennucci JJ, Abbott CM, Mytych DT, Kaliyaperumal A, Swanson SJ & Mullenix MC. Comparing ELISA and surface plasmon resonance for assessing clinical im-munogenicity of panitumumab. J. Immunol. 178, 7467–7472 (2007).

Margulies DH, Kuehl WM & Scharff MD. Somatic cell hybridization of mouse myeloma cells. Cell. 8(3), 405-415 (1976).

246

Niculescu-Duvaz I. Trastuzumab emtansine, an antibody-drug conjugate for the treatment of HER2+ metastatic breast cancer. Curr. Opin. Mol. Ther. 2010; 12 (3): 350–360.

Olsson L, Andreasen RB, Ost A, Christensen B & Biberfeld P. Antibody producing human–human hybridomas. II. Derivation and characterization of an antibody specific for human leukemia cells. J. Exp. Med. 59, 537–550 (1984).

Pageau SC. Denosumab. MAbs 1, 210–215 (2009).

Reichert JM. Monoclonal antibodies as innovative therapeutics. Curr. Pharm. Biotechnol. 9, 423–430 (2008).

Reichert JM & Valge-Archer VE. Development trends for monoclonal antibody cancer therapeutics. Nature Rev. Drug Discov. 6, 349–356 (2007).

Saif MW, Peccerillo J & Potter V. Successful re-challenge with panitumumab in patients who devel-oped hypersensitivity reactions to cetuximab: report of three cases and review of literature. Cancer Chemother. Pharmacol. 63, 1017–1022 (2009).

Smolej L. Targeted treatment for chronic lymphocytic leukemia: clinical potential of obinutuzumab. Pharmgenomics Pers Med. 8:1-7 (2014).

Teeling JL, Mackus WJ, Wiegman LJ, van den Brakel JH, Beers SA, French RR, van Meerten T, Ebeling S, Vink T, Slootstra JW, Parren PW, Glennie MJ & van de Winkel JG.The biological activity of human CD20 monoclonal antibodies is linked to unique epitopes on CD20. J. Im-munol. 177, 362–371 (2006).

Teicher BA, Doroshow JH. The promise of antibody-drug conjugates. N. Engl. J. Med. 367 (19): 1847–1848 (2012).

Toporkiewicz M, Meissner J, Matusewicz L, Czogalla A, Sikorski AF. Toward a magic or imaginary bullet? Ligands for drug targeting to cancer cells: principles, hopes, and challenges. Int J Na-nomedicine; 10:1399-1414 (2015).

Van Cutsem E, Peeters M, Siena S, Humblet Y, Hendlisz A, Neyns B, Canon JL, Van Laethem JL, Maurel J, Richardson G, Wolf M & Amado RG. Open-label phase III trial of panitumumab plus best supportive care compared with best supportive care alone in patients with chemo-therapy-refractory metastatic colorectal cancer. J. Clin. Oncol. 25, 1658–1664 (2007).

Wallace DJ, Stohl W, Furie RA, Lisse JR, McKay JD, Merrill JT, Petri MA, Ginzler EM, Chatham WW, McCune WJ, Fernandez V, Chevrier MR, Zhong ZJ & Freimuth WW. A phase II, ran-domized, double-blind, placebo-controlled, dose-ranging study of belimumab in patients with active systemic lupus erythematosus. Arthritis Rheum. 61, 1168–1178 (2009).

Weinblatt ME, Keystone EC, Furst DE, Moreland LW, Weisman MH, Birbara CA, Teoh LA, Fisch-koff SA & Chartash EK. Adalimumab, a fully human anti-tumor necrosis factor monoclonal antibody, for the treatment of rheumatoid arthritis in patients taking concomitant methotrex-ate: the ARMADA trial. Arthritis Rheum. 48, 35–45 (2003).

Zhang, B. Ofatumumab. MAbs 1, 326–331 (2009).

247

Ευάγγελος Μανωλόπουλος


H ΦΑΡΜΑΚΟΓΟΝΙΔΙΩΜΑΤΙΚΗ ΣΤΗN ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΡΑΞΗ 248


2.Ανεπιθύμητες Ενέργειες Φαρμάκων και Φαρμακογονιδιωματική 248

3.Φαρμακογονιδιωματικοί Βιοδείκτες σε Ευρεία Εφαρμογή στην Κλινική Πράξη 249

3.1.CYP2D6 250

3.2.CYP2C9 (και VKORC1) 253

3.3.CYP2C19 255

3.4.CYP3A5 257

3.5.CYP1A2 257

3.6.ΤΡΜΤ 258

3.7.UGT1A1 258

3.8.β2-Αδρενεργικοί υποδοχείς 259

3.9.Υποδοχέας 2C της 5-υδροξυτρυπταμίνης (5-HT2C) 260

3.10.Μεταφορέας της 5-υδροξυτρυπταμίνης (5-HTTLPR) 260

3.11.Μείζον Σύμπλεγμα Ιστοσυμβατότητας, τάξη Ι, Β (HLA-B) 260

3.12.Μεταφορέας οργανικών κατιόντων 261

3.13.Μεταφορέας οργανικών ανιόντων 262

3.14.Υποδοχείς στόχοι μονοκλωνικών αντισωμάτων 262

4.Διεθνείς πρωτοβουλίες για ανάπτυξη της φαρμακογονιδιωματικής 263

5.Μέτρηση των θεραπευτικών επιπέδων των φαρμάκων και Φαρμακογονιδιωματική 264

6.Προοπτικές του Μέλλοντος 265

7.Επίλογος 266


248

Κεφάλαιο 12

H ΦΑΡΜΑΚΟΓΟΝΙΔΙΩΜΑΤΙΚΗ ΣΤΗN ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΡΑΞΗ 1.Εισαγωγή

Ο όρος Φαρμακογενετική εισήχθη τη δεκαετία 1950, για να περιγράψει τη μελέτη συγκεκρι-μένων φαινοτύπων όσον αφορά την απάντηση του οργανισμού στα φάρμακα. Αντικείμενό της είναι η εξατομίκευση της ιατρικής στα πλαίσια της συνεχούς αναζήτησης για ασφαλέστερη, περισσότερο αποτελεσματική και ατομική φαρμακοθεραπεία στους ασθενείς, με την παροχή στους κλινικούς ια-τρούς αποτελεσματικών επιστημονικών εργαλείων που θα τους καθοδηγούν να επιλέξουν το σωστό φάρμακο, στην επαρκή δόση για κάθε ασθενή. Είναι ένα πεδίο, στο οποίο η κλινική φαρμακολογία εισάγει τη γενετική σε μια προσπάθεια παροχής καλύτερης φαρμακευτικής αγωγής στους ασθενείς.

Η γενετική βάση της διαφορετικής απόκρισης στα φάρμακα έχει καθιερωθεί μέσω της κατα-νόησης των βιολογικών και φαρμακολογικών μονοπατιών που οδήγησαν στην ταυτοποίηση υποψή-φιων γονιδίων, καθώς και σημειακών νουκλεοτιδικών πολυμορφισμών που επηρεάζουν την απόκριση στα φάρμακα. Τα τελευταία 15 χρόνια, ανανεώθηκε το έντονο ενδιαφέρον στον τομέα, κυρίως λόγω της μεγάλης τεχνικής ανάπτυξης στις μοριακές μεθόδους της Βιολογίας για γρήγορες και αποτελε-σματικές αναλύσεις του ανθρώπινου γονιδιώματος. Αυτή η ανάπτυξη οδήγησε, το 1998, στην εισα-γωγή του όρου Φαρμακογονιδιωματική (Pharmacogenomics), ο οποίος αναφέρεται σε ολόκληρο το φάσμα των γονιδίων που καθορίζουν την απάντηση του οργανισμού στα φάρμακα, συμπεριλαμβανο-μένης της εκτίμησης της ποικιλομορφίας της αλληλουχίας του ανθρώπινου γονιδιώματος και των κλι-νικών συνεπειών της ποικιλομορφίας αυτής. Είναι προφανές ότι οι όροι Φαρμακογενετική και Φαρ-μακογονιδιωματική δεν είναι ταυτόσημοι. Η Φαρμακογενετική εστιάζει στο φαινότυπο ενός κληρο-νομούμενου γενετικού στοιχείου, ενώ η Φαρμακογονιδιωματική έχει ευρύτερο στόχο και καλύπτει τη μελέτη της ρύθμισης και της έκφρασης των γονιδίων που εμπλέκονται σε αυτόν το φαινότυπο. Ωστό-σο, οι δύο αυτοί όροι χρησιμοποιούνται πολλές φορές ως ταυτόσημοι, ενδεχομένως αντικατοπτρίζο-ντας την αυξημένη εφαρμογή γονιδιακών προσεγγίσεων και τεχνικών για να απαντηθούν οι φαρμα-κογενετικές ερωτήσεις.

Στο παρόν κεφάλαιο, παρουσιάζονται αρχικά τα δεδομένα για τις ανεπιθύμητες ενέργειες των φαρμάκων, οι οποίες ξεκάθαρα υποδεικνύουν την αναγκαιότητα για εξατομικευμένη θεραπεία. Ακο-λούθως, παρουσιάζονται ευρήματα για ορισμένα μόρια για τα οποία υπάρχουν αρκετές κλινικές εν-δείξεις για να υποστηρίξουν τη μετάφραση της βασικής επιστήμης σε συγκεκριμένες κλινικές εφαρ-μογές. Στη συνέχεια, αναλύονται οι λόγοι για τους οποίους η Φαρμακογονιδιωματική δεν έχει τύχει ακόμη ευρείας κλινικής εφαρμογής. Τέλος, συζητείται η σχέση ανάμεσα στη Φαρμακογονιδιωματική και τη μέτρηση των επιπέδων των φαρμάκων κατά τη διάρκεια της θεραπευτικής αγωγής (therapeutic drug monitoring), όπως, επίσης, και συγκεκριμένες διεθνείς πρωτοβουλίες για την προώθηση και αξι-οποίηση της Φαρμακογονιδιωματικής στην κλινική πράξη.

2.Ανεπιθύμητες Ενέργειες Φαρμάκων και Φαρμακογονιδιωματική Από τις απαρχές της η Φαρμακολογία έχει ακολουθήσει μια λίγο πολύ πειραματική και ε-

μπειρική προσέγγιση στη θεραπεία ασθενειών. Η μεγάλη ποικιλομορφία ανάμεσα στα άτομα στην απόκριση σε οποιοδήποτε φάρμακο ήταν πάντοτε ένα αναπόφευκτο κομμάτι της φαρμακοθεραπείας. Η απόκριση στη φαρμακευτική αγωγή ποικίλλει ανάμεσα στα άτομα, ανάλογα με τη γενετική τους σύσταση, την ηλικία, το φύλο, συνοδές νόσους, περιβαλλοντικούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομέ-νων της δίαιτας και του τρόπου ζωής (π.χ., το κάπνισμα και την κατανάλωση αλκοόλ), καθώς και με παράγοντες που σχετίζονται με τα φάρμακα, όπως φαρμακοκινητικές και φαρμακοδυναμικές αλληλε-πιδράσεις φαρμάκων. Όταν ένα φάρμακο χορηγείται σε ένα άτομο για να αντιμετωπιστεί μια νόσος, υπάρχουν οι ακόλουθες πιθανότητες: α) φυσιολογική δράση του φαρμάκου, β) αυξημένη δράση του

249

φαρμάκου, γ) καθόλου ή υποθεραπευτική δράση του φαρμάκου και δ) ανεπιθύμητες δράσεις, οι ο-ποίες, συνήθως, αναφέρονται ως ανεπιθύμητες ενέργειες. Για αιώνες, αυτό το φάσμα των ενεργειών θεωρείται ως δεδομένο από όλους τους εμπλεκόμενους (γιατρούς και ασθενείς). Ωστόσο, σε ορισμέ-νες περιπτώσεις μπορούν να αποφευχθούν εάν ληφθούν υπόψη φαρμακογενετικοί παράγοντες που επηρεάζουν τις φαρμακοκινητικές ή/και τις φαρμακοδυναμικές πτυχές της δράσης του φαρμάκου στον ασθενή.

Οι ανεπιθύμητες ενέργειες αποτελούν μια από τις κύριες αιτίες νοσοκομειακής περίθαλψης, οι οποίες σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να καταλήξουν σε θάνατο. Ο μεγάλος αρνητικός αντίκτυπος των ανεπιθύμητων ενεργειών έχει αποδειχτεί σε πολλές μελέτες, όπως, π.χ., ότι οι ανεπιθύμητες ενέρ-γειες κοστίζουν στις ΗΠΑ σχεδόν 100 εκατομμύρια δολάρια και αποτελούν την αιτία περισσότερων από 100.000 θανάτων ετησίως, και ότι περισσότερο από 7% όλων των εισαγωγών στο νοσοκομείο στο Ηνωμένο Βασίλειο και τη Σουηδία οφείλεται στις ανεπιθύμητες ενέργειες. Μια μελέτη από το Κέντρο Ελέγχου και Πρόληψης Ασθενειών των ΗΠΑ (US Centers for Disease Control and Preven-tion - CDC), αναφέρει ότι οι ανεπιθύμητες ενέργειες αποτελούν ποσοστό 6,7% όλων των επισκέψεων σε τμήματα επειγόντων περιστατικών στις ΗΠΑ που οδήγησαν σε νοσηλεία. Παρόμοια αποτελέσμα-τα αναφέρονται σε μια μεγάλη έρευνα στο Ηνωμένο Βασίλειο, η οποία δείχνει ότι 6,5% από 18.820 εισαγωγές σε δύο μεγάλα γενικά νοσοκομεία της Αγγλίας για μια περίοδο 6 μηνών ήταν άμεσο απο-τέλεσμα των ανεπιθύμητων ενεργειών. Παρόμοια συχνότητα ανεπιθύμητων ενεργειών έχει αναφερ-θεί, επίσης, σε άλλες ευρωπαϊκές χώρες, όπως Γερμανία, Γαλλία και Ισπανία.

Οι περισσότερες ανεπιθύμητες ενέργειες είναι αντιδράσεις τύπου Α, εξαρτώνται δηλαδή από τα επίπεδα του φαρμάκου στο πλάσμα. Τόσο φαρμακοκινητικοί όσο και φαρμακοδυναμικοί μηχανι-σμοί εμπλέκονται στη σχέση ανάμεσα στην αρχική δόση του φαρμάκου και το τελικό βιολογικό απο-τέλεσμα ή αποτελέσματα. Γενετικοί πολυμορφισμοί στα ένζυμα που μεταβολίζουν φάρμακα, σε με-ταφορείς ή σε φαρμακολογικούς στόχους των φαρμάκων συνιστούν τη γενετική αιτία των διαφορετι-κών αποκρίσεων των ατόμων στα φάρμακα που παρατηρούνται στην κλινική πράξη. Επιπρόσθετα, πρέπει να θυμόμαστε ότι οι διαφορετικές αποκρίσεις στα φάρμακα μπορεί να σχετίζονται όχι μόνο με φαρμακογενετικούς πολυμορφισμούς, αλλά, επίσης, με μη γενετικούς παράγοντες, όπως η επίδραση της παρουσίας άλλων φαρμάκων ή παθοφυσιολογικών καταστάσεων. Η συνεισφορά της γενετικής ποικιλομορφίας στις ανεπιθύμητες ενέργειες εκτιμάται ότι είναι σημαντική, αλλά παραμένει σε μεγά-λο βαθμό υποτιμημένη. Άμεσες ενδείξεις για τη συμμετοχή της φαρμακογονιδιωματικής ως καθορι-στικού παράγοντα για τις ανεπιθύμητες ενέργειες προέκυψαν το 2001, όταν ερευνητές ανέλυσαν τα δεδομένα για τα 27 πιο συχνά απαντώμενα φάρμακα στις μελέτες για ανεπιθύμητες ενέργειες και έ-δειξαν ότι 59% (16/27) αυτών μεταβολίζονται στον οργανισμό από τουλάχιστον ένα ένζυμο που έχει κάποιο ποικιλόμορφο αλληλόμορφο που προκαλεί φτωχό μεταβολισμό. Έδειξαν, επίσης, ότι το 69% των φαρμάκων αυτών (11/16) μεταβολίζονται από το CYP2D6 (κυρίως αντικαταθλιπτικά και β-αναστολείς). Εντούτοις, μόνο για ποσοστό 7-22% τυχαία επιλεγμένων φαρμάκων είναι γνωστό ότι μεταβολίζονται από ένζυμα με γενετική ποικιλομορφία. Τα δεδομένα αυτά είναι αξιοσημείωτα, ω-στόσο, δεν έχουν επιβεβαιωθεί ακόμη με μεγάλες προοπτικές επιδημιολογικές μελέτες.

3.Φαρμακογονιδιωματικοί Βιοδείκτες σε Ευρεία Εφαρμογή στην Κλινική Πράξη

Η εντατική έρευνα συνεχώς παρέχει νέες φαρμακογονιδιωματικές γνώσεις που έχουν κλινική

σημασία δυνητικά σχετιζόμενη με όλα σχεδόν τα πεδία της ιατρικής. Συνεχώς αυξάνεται ο αριθμός των δημοσιεύσεων που περιγράφουν διαφορές στην απόκριση στα φάρμακα ως αποτέλεσμα γενετι-κών πολυμορφισμών σε πολυάριθμα μόρια που επηρεάζουν είτε τη φαρμακοκινητική, είτε τη φαρμα-κοδυναμική πορεία κάθε φαρμάκου. Τα μόρια αυτά μπορούν να θεωρηθούν ως νέοι γενετικοί βιοδεί-κτες (βλ. ακολούθως). Ωστόσο, το κύριο μειονέκτημα των περισσότερων από τις αναφορές αυτές εί-ναι η έλλειψη ξεκάθαρων οδηγιών για το πώς να μεταφραστεί η πληροφορία αυτή σε πράξη στην κλι-νική φαρμακοθεραπεία, και συχνά ο σχεδιασμός των μελετών είναι ανεπαρκής ώστε να προκύψουν συμπεράσματα με δυνατότητα κλινικής εφαρμογής. Για τον λόγο αυτόν, είναι δύσκολο στον κλινικό ιατρό να αξιολογήσει τη διαθέσιμη πληροφορία για κάθε αναφορά φαρμακογονιδιωματικής συσχέτι-

250

σης και να αποφασίσει εάν και πώς μπορεί να μεταφραστεί σε συγκεκριμένες κατευθυντήριες οδηγί-ες, χρήσιμες και εφαρμόσιμες στην καθημερινή κλινική πράξη.

Το 2004, σε μια συνάντηση εργασίας που οργανώθηκε από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων (Food and Drug Administration – FDA), το Πανεπιστήμιο Johns Ηopkins και την ομο-σπονδία φαρμακευτικής έρευνας της φαρμακοβιομηχανίας των ΗΠΑ, έγινε μία συνολική αποτίμηση για την κλινική χρησιμότητα των φαρμακογονιδιωματικών αναλύσεων. Αρχικά συμφωνήθηκε ότι ένα μόριο μπορεί να θεωρηθεί ως «έγκυρος βιοδείκτης» εάν μετριέται σε ένα αξιόπιστο αναλυτικό σύστη-μα και εάν υπάρχει ομοφωνία στην ιατρική ή επιστημονική κοινότητα σχετικά με τη φυσιολογική, τοξικολογική, φαρμακολογική ή κλινική σημασία των αποτελεσμάτων. Αντίστοιχα, ένας φαρμακογο-νιδιωματικός βιοδείκτης θα είναι ένα μόριο που εκφράζει ένα μετρήσιμο γενετικό πολυμορφισμό με αποδεδειγμένη συσχέτιση με ποικιλόμορφη αντίδραση σε ένα φάρμακο. Ένας τέτοιος βιοδείκτης θα μπορεί να είναι μετρήσιμος στους ασθενείς είτε προοπτικά (πριν την έναρξη της φαρμακοθεραπείας) ή κατά τη διάρκεια της θεραπείας όταν το θεραπευτικό σχήμα είναι κατώτερο των προσδοκιών (έλ-λειψη αποτελεσματικότητας ή ανεπιθύμητες ενέργειες). Ακολουθώντας τον ορισμό αυτόν, τα εξής μόρια προτάθηκαν ως γνωστοί και έγκυροι φαρμακογονιδιωματικοί βιοδείκτες: τα κυτοχρώματα CYP2D6, CYP2C19, CYP2C9, η S-μεθυλοτρανσφεράση της θειοπουρίνης (thiopurine S-methyltransferase, ΤΡΜΤ) και η ισομορφή 1Α1 της UDP-γλυκουρονοσυλοτρανσφεράση (uridine di-phosphate glucuronosyltransferase, UGT1A1). Οι διαθέσιμες ενδείξεις για αρκετά άλλα μόρια, στα οποία συμπεριλαμβάνονται πρόσθετα ένζυμα που μεταβολίζουν φάρμακα, μεταφορείς, καθώς, επί-σης, υποδοχείς και πρωτεΐνες που σχετίζονται με τη φαρμακοδυναμική διάσταση της δράσης του φαρμάκου –αν και ουσιώδεις- δεν ήταν επαρκείς ώστε να χαρακτηριστούν ως έγκυροι φαρμακογονι-διωματικοί βιοδείκτες. Τα μόρια αυτά τοποθετήθηκαν στην κατηγορία των «υπό διερεύνηση» φαρμα-κογονιδιωματικών βιοδεικτών. Στην κατηγορία αυτή συγκαταλέχτηκαν τα μόρια CYP3A4/5, CYP1A2, ABCB1 (MDR1), CYP2B6 και αρκετά άλλα. Δεδομένου ότι το πεδίο της φαρμακογενετι-κής συνεχώς εξελίσσεται, νέοι φαρμακογονιδιωματικοί βιοδείκτες προστίθενται στις κατηγορίες που αναφέρθηκαν, όπως άλλωστε θα φανεί και από τα δεδομένα που παρουσιάζονται στη συνέχεια.

Στις παραγράφους που ακολουθούν αναφέρονται ορισμένα από τα ένζυμα αυτά και άλλα μό-ρια-στόχοι φαρμάκων, τα οποία παρουσιάζουν πολυμορφική γενετική φύση και παρουσιάζονται τα στοιχεία που υποστηρίζουν την πιθανή εφαρμογή τους ως φαρμακογονιδιωματικοί βιοδείκτες για συ-γκεκριμένες νόσους.

3.1.CYP2D6

Υπάρχει ευρεία αναγνώριση ότι το CYP2D6 (υδροξυλάση της 4-δεβρισοκουϊνης – debriso-

quine 4-hydroxylase) αποτελεί το σημαντικότερο μόριο στις κατηγορίες τόσο των γνωστών έγκυρων βιοδεικτών των μεταβολικών ενζύμων, όσο και των διαγνωστικών μέσων που στηρίζονται στη φαρμα-κογονιδιωματική. Το CYP2D6 αντιστοιχεί περίπου στο 1,5% του συνολικού ηπατικού περιεχομένου σε κυτοχρώματα Ρ450 και εμπλέκεται στην κάθαρση περίπου του 25% των συνταγογραφούμενων φαρμάκων, όπως τα τρικυκλικά αντικαταθλιπτικά, αρκετά αντιψυχωτικά, οι εκλεκτικοί αναστολείς της επαναπρόσληψης σεροτονίνης (SSRIs), οι β-αδρενεργικοί αναστολείς, αρκετά αντιαρρυθμικά, η ταμοξιφαίνη και τα οπιοειδή. Οι πολυμορφισμοί του γονιδίου CYP2D6 επηρεάζουν την ενζυμική δραστικότητα, οδηγώντας στη φαινοτυπική εμφάνιση διακριτών τύπων απόκρισης σε φάρμακα, η οποία κυμαίνεται από: α) απώλεια της καταλυτικής δραστικότητας στα άτομα που έχουν δύο ελαττω-ματικά αλληλόμορφα (ονομάζονται Φτωχοί Μεταβολιστές, Poor Metabolizers – PMs), β) μειωμένη καταλυτική δραστικότητα στα άτομα που έχουν ένα ελαττωματικό και ένα λειτουργικό αλληλόμορφο (ονομάζονται Ενδιάμεσοι Μεταβολιστές, Intermediate Metabolizers – IMs), γ) φυσιολογική καταλυτι-κή δραστικότητα στα άτομα που έχουν δύο λειτουργικά αλληλόμορφα (ονομάζονται Εκτενείς Μετα-βολιστές, Extensive Metabolizers – EMs) και δ) αυξημένη καταλυτική δραστικότητα στα άτομα που εκφράζουν πολλαπλά αντίγραφα του λειτουργικού αλληλομόρφου (ονομάζονται Υπερταχείς Μεταβο-λιστές, Ultra-rapid Metabolizers – UMs). Ως αποτέλεσμα της διαφορετικής ενζυμικής δραστικότητας, όταν χορηγείται η προκαθορισμένη δόση ενός φαρμάκου, η οποία μεταβολίζεται κυρίως από το CYP2D6, οι UMs θα εμφανίζουν χαμηλή συγκέντρωση του φαρμάκου στο πλάσμα και, κατά συνέ-

251

πεια, ανεπαρκή απόκριση στη θεραπεία, ενώ οι PMs θα είναι επιρρεπείς σε ανεπιθύμητες ενέργειες λόγω τοξικής άθροισης. Το CYP2D6 είναι έντονα πολυμορφικό, με περισσότερες από 70 διαφορετι-κές παραλλαγές αλληλομόρφων. Κάθε νέο αλληλόμορφο του γονιδίου του CYP2D6 που ανακαλύ-πτεται συμβολίζεται στο όνομα του γονιδίου με ένα αστερίσκο που ακολουθείται από ένα αριθμό (π.χ., CYP2D6*2, CYP2D6*3, CYP2D6*4, κ.ά.). Ωστόσο, η ανάλυση των 4 κοινών αλληλομόρφων του CYP2D6 (*3, *4, *5, και *6) επιτρέπει τον εντοπισμό περισσότερων από το 95% των PMs και IMs στους Καυκάσιους πληθυσμούς.

Το πεδίο της ιατρικής που μέχρι τώρα φαίνεται να ωφελείται περισσότερο από τη γονοτύπη-ση του CYP2D6 είναι η ψυχιατρική. Η ποικιλομορφία των ατόμων στη θεραπευτική απόκριση στα ψυχοφάρμακα και στην ευαισθησία στις ανεπιθύμητες ενέργειες είναι αξιοσημείωτη. Το CYP2D6 είναι το κύριο ένζυμο που μεταβολίζει τα περισσότερα αντικαταθλιπτικά και αντιψυχωτικά φάρμακα. Στο σύνολο των φαρμάκων ψυχικής υγείας που μεταβολίζονται από το ένζυμο CYP2D6, οι PMs και IMs βρίσκονται σε αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης ανεπιθύμητων ενεργειών λόγω μειωμένου μεταβο-λισμού και αυξημένης συγκέντρωσης των φαρμάκων στο πλάσμα. Επιπλέον, οι PMs και IMs απα-ντώνται συχνότερα ανάμεσα στα άτομα που δε συμμορφώνονται με το θεραπευτικό σχήμα που ακο-λουθούν στις περισσότερες περιπτώσεις λόγω της εμφάνισης ανεπιθύμητων ενεργειών. Σε αυτούς τους ασθενείς συνίσταται η χορήγηση χαμηλότερης δόσης από τη συνήθη προς αποφυγή εμφάνισης ανεπιθύμητων ενεργειών και βελτιστοποίηση της φαρμακοθεραπείας. Αντίθετα, οι CYP2D6 UMs εμφανίζουν ιδιαίτερα αυξημένο μεταβολισμό των φαρμάκων ψυχικής υγείας, υποθεραπευτική συγκέ-ντρωση των φαρμάκων στο πλάσμα και απουσία θεραπευτικού αποτελέσματος. Σε αυτούς τους ασθε-νείς συνιστάται η αύξηση της δόσης χορήγησης προκειμένου να επιτευχθεί το επιθυμητό θεραπευτικό αποτέλεσμα.

Για την εισαγωγή της φαρμακογονιδιωματικής στην καθημερινή κλινική πράξη της ψυχια-τρικής, έχουν συνταχθεί από τη Διεθνή Σύμπραξη Κλινικής Εφαρμογής της Φαρμακογονιδιωματικής (Clinical Pharmacogenomics Implementation Consortium, CPIC) οδηγίες δοσολογίας που στηρίζο-νται στη γονοτύπηση του CYP2D6. Παράλληλα, ο FDA, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Φαρμάκων (EMA), καθώς, επίσης, και οι Εθνικοί Οργανισμοί Φαρμάκων, αυξάνουν διαρκώς τις περιπτώσεις φαρμάκων ψυχικής υγείας για τις οποίες προτείνουν τη διενέργεια φαρμακογονιδιωματικών αναλύ-σεων πριν την έναρξη της θεραπευτικής αγωγής. Οι σχετικές φαρμακογονιδιωματικές υποδείξεις προσαρμογής της δοσολογίας με βάση τον γονότυπο ενσωματώνονται στα φύλλα οδηγιών των αντί-στοιχων φαρμάκων (χαρακτηριστικά παραδείγματα αποτελούν τα αντιψυχωτικά αριπιπραζόλη και ιλοπεριδόνη).

Προοπτικές επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι η εφαρμογή της φαρμακογονιδιωματι-κής στην κατάθλιψη βελτιώνει σημαντικά τα αποτελέσματα της φαρμακευτικής αγωγής, μετά από την κατάλληλη προσαρμογή της δοσολογίας. Παράλληλα, τα αποτελέσματα αναδρομικών επιδημιο-λογικών μελετών, δείχνουν ότι η εφαρμογή της φαρμακογονιδιωματικής στη θεραπεία της καταθλι-πτικής και αγχώδους διαταραχής οδηγεί σε σημαντική μείωση των υποτροπών, ενώ ταυτόχρονα μει-ώνουν σημαντικά το κόστος της υγειονομικής περίθαλψης των ασθενών. Οι φαρμακογονιδιωματικές αναλύσεις για τη δράση των ψυχοφαρμάκων περιλαμβάνουν τόσο τη γονοτύπηση του CYP2D6, όσο και άλλων κυτοχρωμάτων που συμμετέχουν στο μεταβολισμό των φαρμάκων αυτών (βλ. ακολού-θως).

Η γονοτύπηση του CYP2D6 έχει, επίσης, σημαντική εφαρμογή στη θεραπεία του καρκίνου του μαστού με ταμοξιφαίνη. Η ταμοξιφαίνη χορηγείται για τη θεραπεία του καρκίνου του μαστού θετικού για τον υποδοχέα των οιστρογόνων, τόσο σε γυναίκες διεγνωσμένες όσο και προληπτικά σε γυναίκες υψηλού κινδύνου σύμφωνα με την κλίμακα GAIL και/ή CLAUSS. Πρόκειται για μια ιδιαί-τερα αποτελεσματική θεραπεία, ωστόσο μια αναπόφευκτη ανεπιθύμητη ενέργεια παράλληλα με το θεραπευτικό αποτέλεσμα και ενδεικτική της δράσης του φαρμάκου είναι η εμφάνιση εξάψεων. Η τα-μοξιφαίνη αποτελεί προφάρμακο που μεταβολίζεται από το ένζυμο CYP2D6 προς τον ενεργό της μεταβολίτη ενδοξιφαίνη. Οι γυναίκες που είναι PMs αδυνατούν να ενεργοποιήσουν την ταμοξιφαίνη προς ενδοξιφαίνη και δεν επωφελούνται της θεραπείας. Μια πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι οι γυναίκες που είναι PMs (γονότυπος CYP2D6 *4/*4) έχουν την τάση να εμφανίζουν υψηλότερη συχνότητα υ-ποτροπής της νόσου και χαμηλότερη συχνότητα εξάψεων (hot flashes). Σε μελέτη που ακολούθησε, οι ίδιοι ερευνητές επιβεβαίωσαν αυτά τα αποτελέσματα και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η μετα-

252

βολική ικανότητα του CYP2D6 είναι ένας ανεξάρτητος παράγοντας πρόβλεψης του θεραπευτικού αποτελέσματος σε γυναίκες που λαμβάνουν θεραπεία με ταμοξιφαίνη για τον καρκίνο του μαστού. Συνολικά, τα αποτελέσματα των μελετών που ακολούθησαν συσχετίζουν άμεσα το μειωμένης δρα-στικότητας αλληλόμορφο CYP2D6*4 με την ανταπόκριση στην ορμονική θεραπεία του καρκίνου του μαστού. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα αυτά, κατά τη θεραπευτική αγωγή του καρκίνου του μαστού με ταμοξιφαίνη, οι γυναίκες με δύο ανενεργά αλληλόμορφα (CYP2D6 *4/*4) έχουν σημαντικά μειω-μένο μεταβολισμό της ταμοξιφαίνης προς τον ενεργό της μεταβολίτη ενδοξιφαίνη, μικρότερο διά-στημα ελεύθερο συμπτωμάτων, χαμηλότερη συχνότητα εμφάνισης εξάψεων, αυξημένη συχνότητα υποτροπής της νόσου και σημαντικά χαμηλότερο ποσοστό επιβίωσης, συγκριτικά με γυναίκες που λαμβάνουν την ίδια αγωγή και φέρουν δύο αλληλόμορφα φυσιολογικής ενζυμικής δραστικότητας (CYP2D6 *1/*1). Οι γυναίκες με ένα ενεργό και ένα ανενεργό αλληλόμορφο (CYP2D6 *1/*4 – IMs) εμφανίζουν ενδιάμεση ανταπόκριση. Οι γενετικοί πολυμορφισμοί του ενζύμου CYP2D6 αποτελούν τον κύριο γενετικό παράγοντα καθορισμού της ανταπόκρισης των γυναικών στη θεραπεία με ταμοξι-φαίνη. Παρά το γεγονός ότι έχει προταθεί από το 2006 η ενσωμάτωση της φαρμακογενετικής αυτής πληροφορίας στο εσώκλειστο φύλλο οδηγιών της ταμοξιφαίνης στις ΗΠΑ, ο FDA δεν έχει προχωρή-σει ακόμη στην αναθεώρηση του σχετικού κειμένου, ζητώντας αποτελέσματα από προοπτικές μελέ-τες. Επί του παρόντος, βρίσκονται σε εξέλιξη 6 προοπτικές μελέτες με σκοπό να ισχυροποιηθεί η κλι-νική εφαρμογή της γονοτύπησης του CYP2D6 πριν από τη χορήγηση της ταμοξιφαίνης, καθώς και να προσδιοριστεί η προσαρμογή της δοσολογίας (ενδεχόμενη αύξηση της δόσης) στις γυναίκες με χαμη-λή ικανότητα μεταβολισμού (PM). Σύμφωνα με τα πρώτα αποτελέσματα αυτών των μελετών, η αύ-ξηση της δοσολογίας της ταμοξιφαίνης σε γυναίκες που έχουν μειωμένη δραστικότητα του CYP2D6 οδηγεί πράγματι σε αύξηση της συγκέντρωσης της ενδοξιφαίνης. Επομένως, η γονοτύπηση του ενζύ-μου CYP2D6 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ώστε να προσαρμοστεί η δοσολογία του φαρμάκου.

Μια ακόμη σημαντική παράμετρος που επηρεάζει τη θεραπευτική δράση της ταμοξιφαίνης είναι η αλληλεπίδραση με άλλα φάρμακα που χορηγούνται και αποτελούν ισχυρούς αναστολείς του ενζύμου CYP2D6. Σε γυναίκες με καρκίνο του μαστού συνηθίζεται η συγχορήγηση αντικαταθλιπτι-κών φαρμάκων της κατηγορίας των SSRIs για την αντιμετώπιση των συμπτωμάτων κατάθλιψης μετά από τη διάγνωση του καρκίνου. Ειδικότερα, ο SSRI εκλογής είναι η παροξετίνη, η οποία μεταβολίζε-ται, επίσης, από το CYP2D6 και δημιουργεί συνθήκες ανταγωνισμού με άλλα υποστρώματα. Η συγ-χορήγηση αυτή θεωρήθηκε αρχικά ότι βελτιώνει την ανταπόκριση στην ταμοξιφαίνη, καθώς μειώθη-κε σημαντικά η εμφάνιση των εξάψεων. Σε βάθος χρόνου, όμως, διαπιστώθηκε ότι η χορήγηση παρο-ξετίνης οδηγεί στην εμφάνιση του επίκτητου φαινοτύπου PM, ανεξάρτητα του γονοτύπου για το έν-ζυμο CYP2D6, και ότι η μείωση της εμφάνισης των εξάψεων είναι ενδεικτική της απουσίας της θε-ραπευτικής δράσης της ταμοξιφαίνης. Λόγω της ισχυρής αναστολής του ενζύμου CYP2D6 από την παροξετίνη, οι γυναίκες που λαμβάνουν ταυτόχρονα ταμοξιφαίνη αδυνατούν να μετατρέψουν το προφάρμακο στον ενεργό μεταβολίτη ενδοξιφαίνη και στερούνται όλων των ευεργετικών επιδράσεων της συγκεκριμένης αντικαρκινικής θεραπείας. Η κλινική σημασία αυτής της αλληλεπίδρασης τονίζε-ται από το γεγονός ότι γυναίκες που λάμβαναν ταυτόχρονα παροξετίνη είχαν αυξημένο ποσοστό υπο-τροπής της νόσου και σημαντικά μειωμένο ποσοστό επιβίωσης, παρά την αγωγή με ταμοξιφαίνη. Δε-δομένου ότι το ένζυμο CYP2D6 μεταβολίζει περίπου το 25% όλων των συνταγογραφούμενων φαρ-μάκων και ότι πολλά από τα φάρμακα που λειτουργούν ως υποστρώματα του ενζύμου αυτού δημι-ουργούν συνθήκες βιοχημικού ανταγωνισμού, η συγχορήγηση άλλων φαρμάκων ταυτόχρονα με τα-μοξιφαίνη πρέπει να γίνεται ιδιαίτερα προσεχτικά και αφού εξεταστούν όλες οι πιθανές αλληλεπι-δράσεις.

Οι καρδιαγγειακές διαταραχές είναι ένα ακόμη πεδίο στο οποίο η ταυτοποίηση των γονοτύ-πων του CYP2D6 μπορεί να βελτιώσει τη φαρμακοθεραπεία. Έχει αναφερθεί ότι οι CYP2D6 PMs έχουν αυξημένη κατά 4 με 5 φορές συχνότητα εμφάνισης ανεπιθύμητων ενεργειών όταν τους χορη-γείται μετοπρολόλη. Επιπλέον, η μονοϋδροξυλίωση του αντιστηθαγχικού φαρμάκου περεξιλίνη κα-ταλύεται σχεδόν αποκλειστικά από το CYP2D6, και οι CYP2D6 PMs έχουν σημαντικά χαμηλότερη δραστικότητα του CYP2D6 σε σύγκριση με τους EMs.

Η γονοτύπηση για το CYP2D6 μπορεί να είναι, επίσης, χρήσιμη στην ενεργοποίηση άλλων προφαρμάκων, όπως η κωδεΐνη. Το CYP2D6 μεταβολίζει την κωδεΐνη σε μορφίνη. Ως αποτέλεσμα, οι συνήθεις δόσεις της κωδεΐνης πιθανώς δεν θα ανακουφίσουν από τον πόνο τους CYP2D6 PMs,

253

ενώ, αντίθετα, οι CYP2D6 UMs θα έχουν πολύ υψηλά επίπεδα μορφίνης και έχουν αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης ανεπιθύμητων ενεργειών που σχετίζονται με υπερδοσολογία μορφίνης. Παρόμοια αποτε-λέσματα έχουν αναφερθεί στη θεραπεία με τραμαδόλη, ενώ ανεπιθύμητες ενέργειες έχουν παρατηρη-θεί σε CYP2D6 UMs, στους οποίους χορηγήθηκε αιθυλομορφίνη, οξυκωδόνη και υδροκωδόνη.

3.2.CYP2C9 (και VKORC1)

Το CYP2C9 είναι ένα ακόμη σημαντικό μεταβολικό ένζυμο της φάσης Ι που εμπλέκεται στο

μεταβολισμό πολλών φαρμάκων, όπως τα κουμαρινικά αντιπηκτικά (βαρφαρίνη, ασενοκουμαρόλη και φαινπροκουμόνη), η φαινυτοΐνη, η λοσαρτάνη, η τορασεμίδη, οι σουλφονυλουρίες (γλιμεπιρίδη, γλυβουρίδη, τολβουταμίδη κλπ), καθώς και πολλά μη στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα (π.χ., δι-κλοφενάκη, ιβουπροφένη και φλουρβιπροφένη). Το CYP2C9 είναι αρκετά πολυμορφικό και πολλά παραλλαγμένα αλληλόμορφα έχουν συσχετιστεί με μειωμένη ενζυμική δραστικότητα. Στους καυκά-σιους, τα κύρια ελαττωματικά αλληλόμορφα είναι τα CYP2C9*2 και CYP2C9*3, με συχνότητα εμ-φάνισης 11% και 7%, αντίστοιχα. Τα αλληλόμορφα αυτά, όμως, είναι σπάνια στους αφροαμερικα-νούς και στην κιτρίνη φυλή («ασιάτες»).

Το κύριο πεδίο της κλινικής εφαρμογής της γονοτύπησης του CYP2C9 έγκειται στην αγωγή με κουμαρινικά αντιπηκτικά, τα οποία αναστέλλουν την ανακύκλωση της βιταμίνης Κ στο ήπαρ, με αποτέλεσμα τη μειωμένη ενεργοποίηση σημαντικών παραγόντων της πήξης. Χρησιμοποιούνται στην πρόληψη της αρτηριακής και φλεβικής θρόμβωσης και υπάρχουν ιδιαίτερα ικανοποιητικά αποτελέ-σματα για την αποτελεσματική τους δράση σε εμβολικά εγκεφαλικά σε ασθενείς με κολπική μαρμα-ρυγή. Παρά την αδιαμφισβήτητη αποτελεσματικότητά τους, τα κουμαρινικά αντιπηκτικά έχουν στενό θεραπευτικό εύρος και σχετίζονται με υψηλό κίνδυνο σοβαρών αιμορραγιών, ιδιαίτερα κατά το αρχι-κό στάδιο της θεραπείας. Αποτελούν μια από τις κύριες αιτίες προσαγωγής στα επείγοντα περιστατι-κά και νοσοκομειακής περίθαλψης παγκοσμίως. Σύμφωνα με μια μετά-ανάλυση 33 μελετών, σοβαρά και θανατηφόρα αιμορραγικά επεισόδια συμβαίνουν με συχνότητα 7,2 και 1,3 ανά 100 ασθενείς ανά χρόνο, αντίστοιχα. Η βαρφαρίνη είναι τρίτη κατά σειρά στη λίστα φαρμάκων που προκαλούν είσοδο στο νοσοκομείο οφειλόμενη σε ανεπιθύμητες ενέργειες στο Ηνωμένο Βασίλειο και, επίσης, πρώτη στη λίστα φαρμάκων που εμπλέκονται με ανεπιθύμητες ενέργειες στα τμήματα επειγόντων περιστα-τικών στις ΗΠΑ. Ο χαμηλός θεραπευτικός δείκτης της βαρφαρίνης καθιστά δύσκολη τη διατήρηση των ασθενών μέσα στο καθορισμένο αντιπηκτικό εύρος. Η παρούσα κατάσταση περιπλέκεται από το γεγονός ότι υπάρχει σημαντική ποικιλομορφία στην απόκριση στα κουμαρινικά αντιπηκτικά μεταξύ ασθενών, καθιστώντας επιτακτική την ανάγκη για συχνή μέτρηση επιπέδων πλάσματος και προσαρ-μογή της δοσολογίας. Αρκετοί παράγοντες είναι γνωστό ότι συμβάλλουν στην ποικιλομορφία στην απόκριση των κουμαρινικών αντιπηκτικών μεταξύ ασθενών, όπως η ηλικία, το φύλο, η παχυσαρκία, το κάπνισμα, η πρόσληψη βιταμίνης Κ (κατανάλωση πράσινων λαχανικών ή η χρήση βιταμινούχων σκευασμάτων) και η ταυτόχρονη θεραπεία με άλλα φάρμακα.

Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν την τελευταία δεκαετία υποδεικνύουν ότι η ποικιλομορ-φία του εύρους της απαιτούμενης δόσης των κουμαρινικών αντιπηκτικών ανάμεσα στους ασθενείς επηρεάζεται, επίσης, από γενετικές παραλλαγές δύο ενζύμων, του CYP2C9 καθώς και του VKORC1 (Vitamin K epoxide reductase complex subunit 1 – υπομονάδα 1 της αναγωγάσης του εποξειδίου της βιταμίνης Κ), το οποίο αποτελεί το φαρμακολογικό στόχο αυτών των φαρμάκων. Ο συνδυασμός της ηλικίας και της επιφάνειας σώματος με γενετικούς πολυμορφισμούς στα CYP2C9 και VKORC1 εξη-γούν περίπου 50-55% της ποικιλομορφίας στον καθορισμό της δοσολογίας.

Οι πρώτες κλινικές ενδείξεις ότι τα αλληλόμορφα CYP2C9*2 και *3 επηρεάζουν τη απαι-τούμενη δόση της βαρφαρίνης αναφέρθηκαν το 1999, ενώ σημαντικές πληροφορίες για την κλινική σημασία των πολυμορφισμών του γονιδίου VKORC1 προέκυψαν το 2004 όταν αποδείχτηκε ότι γενε-τικές παραλλαγές του VKORC1 προκαλούν ανθεκτικότητα στη βαρφαρίνη. Έκτοτε, οι πολυμορφι-σμοί του γονιδίου VKORC1 έχουν μελετηθεί εκτεταμένα, σε συνδυασμό με πολυμορφισμούς του γονιδίου CYP2C9 σε σχέση με την απόκριση στην αντιπηκτική θεραπεία, και είναι πλέον αποδεκτό ότι οι πολυμορφισμοί αυτών των δύο γονιδίων είναι οι κύριοι γενετικοί παράγοντες που καθορίζουν την ποικιλόμορφη απόκριση στα κουμαρινικά αντιπηκτικά.

254

Η συσχέτιση ανάμεσα στην απαιτούμενη δόση των κουμαρινικών και τους πολυμορφισμούς των γονιδίων CYP2C9 και VKORC1 έχει δειχτεί σε ξεχωριστές μελέτες για κάθε ένα από τα τρία κουμαρινικά αντιπηκτικά φάρμακα. Πρόσθετη αξιολόγηση των γενετικών πολυμορφισμών των CYP2C9 και VKORC1 σε αναδρομικές φαρμακογενετικές μελέτες δείχνει ότι οι φορείς των αλληλο-μόρφων CYP2C9*2 και *3 και του πολυμορφισμού VKORC1-1639G>A έχουν αυξημένο κίνδυνο αιμορραγίας και χρειάζονται χαμηλότερη μέση ημερήσια δόση. Τα αποτελέσματα αυτά είναι επανα-λήψιμα σε διαφορετικούς πληθυσμούς και για τα τρία κουμαρινικά, ωστόσο η βαρφαρίνη είναι το περισσότερο μελετημένο από αυτά. Μια πρόσφατη μετα-ανάλυση μελετών σχετικά με την επίπτωση του γενετικών πολυμορφισμών του VKORC1 στην απαιτούμενη δόση της βαρφαρίνης επιβεβαίωσε ότι οι πολυμορφισμοί του γονιδίου VKORC1 σχετίζονται σημαντικά με την αποτελεσματική αντιπη-κτική δόση της βαρφαρίνης.

Από τα τρία κουμαρινικά αντιπηκτικά στην Ελλάδα συνταγογραφείται σχεδόν αποκλειστικά η ασενοκουμαρόλη. Ειδικότερα για τον ελληνικό πληθυσμό, σύμφωνα με τα αποτελέσματα πρόσφα-της αναδρομικής μελέτης σε 98 ασθενείς ελληνικής καταγωγής που βρίσκονται σε θεραπευτική αγω-γή με ασενοκουμαρόλη, βρέθηκε ότι τα αλληλόμορφα CYP2C9*2, CYP2C9*3 και VKORC1-1639A σχετίζονται σημαντικά με χαμηλότερη δόση του συγκεκριμένου κουμαρινικού αντιπηκτικού.

Έχει εκτιμηθεί ότι οι πολυμορφισμοί των γονιδίων CYP2C9 και VKORC1 σε συνδυασμό προβλέπουν 35-50% της ποικιλομορφίας στις απαιτούμενες δόσεις έναρξης και συντήρησης των κουμαρινικών αντιπηκτικών και οι προσπάθειες εστιάζονται στην εισαγωγή της γνώσης αυτής στα υπάρχοντα δοσολογικά σχήματα. Για το σκοπό αυτό έχουν σχεδιαστεί αλγόριθμοι καθορισμού της απαιτούμενης δόσης έναρξης και συντήρησης για κάθε ασθενή ενσωματώνοντας την πληροφορία των γονοτύπων των CYP2C9 και VKORC1.

Ο FDA προχώρησε το 2007 στην αλλαγή του εσώκλειστου φύλλου οδηγιών της βαρφαρίνης, με την προσθήκη γενετικών πληροφοριών. Στο αναθεωρημένο εσώκλειστο για τη βαρφαρίνη σημειώ-νεται ότι στους ασθενείς με παραλλαγές σε ένα ή και στα δύο γονίδια που αναφέρθηκαν συνιστώνται χαμηλότερες δόσεις. Επιπλέον, το 2010 ο FDA προχώρησε σε νέες αλλαγές στο εσώκλειστο της βαρ-φαρίνης, ενσωματώνοντας συγκεκριμένες συστάσεις για το εύρος της δόσης έναρξης της βαρφαρίνης σύμφωνα με τους πιθανούς συνδυασμούς γονοτύπων για τα CYP2C9 και VKORC1. Το 2013, ανα-κοινώθηκαν τα αποτελέσματα δύο μεγάλων ευρωπαϊκών τυχαιοποιημένων κλινικών μελετών που εξέτασαν προοπτικά τη χρησιμότητα στην καθημερινή κλινική πρακτική ενός αλγόριθμου καθορι-σμού της δοσολογίας των κουμαρινικών αντιπηκτικών ασενοκουμαρόλη, βαρφαρίνη και φαινπρο-κουμόνη που περιέχει γονοτυπικές πληροφορίες. Και οι δύο μελέτες έδειξαν ότι οι ασθενείς που ξεκί-νησαν θεραπεία με κουμαρινικά αντιπηκτικά λαμβάνοντας εξαρχής τη δοσολογία σύμφωνα με το γο-νοτυπικό αλγόριθμο, παρουσίασαν αυξημένη διάρκεια παραμονής μέσα στο επιδιωκόμενο θεραπευ-τικό πλαίσιο του χρόνου προθρομβίνης (INR), συγκριτικά με τους ασθενείς που έλαβαν τη δοσολογία χωρίς να ληφθούν υπόψη οι γενετικές πληροφορίες. Αναμένεται ότι η ενσωμάτωση αυτών των συ-στάσεων στο φύλλο οδηγιών χρήσης των κουμαρινικών, σε συνδυασμό με τη δημοσίευση αποτελε-σμάτων από τις μεγάλες προοπτικές μελέτες θα οδηγήσει σε αλλαγή των κατευθυντήριων οδηγιών από εταιρείες ιατρικών ειδικοτήτων των ΗΠΑ, όπως η Πνευμονολογία (American College of Chest Physicians) και η Καρδιολογία (American Heart Association), καθώς και από τις αντίστοιχες ευρωπα-ϊκές εταιρείες.

Μια ακόμη κλινική εφαρμογή της γονοτύπησης του CYP2C9 αφορά τους ασθενείς που λαμ-βάνουν φαινυτοΐνη. Το φάρμακο αυτό απομακρύνεται κυρίως μέσω υδροξυλίωσης που πραγματοποι-είται από το CYP2C9, ενώ το CYP2C19 έχει, επίσης, κύριο ρόλο σε υψηλότερες συγκεντρώσεις. Αρ-κετές κλινικές μελέτες έδειξαν σημαντικές αυξήσεις της φαινυτοΐνης στους ασθενείς που έχουν ελατ-τωματικά CYP2C9 αλληλόμορφα. Σε μια απ’ αυτές, οι συγγραφείς προχώρησαν και παρείχαν συστά-σεις για τη δοσολογία στηριζόμενοι στους γονοτύπους των CYP2C9 και CYP2C19. Π.χ., τα άτομα με δύο ενεργά αλληλόμορφα μπορεί να χρειάζονται 5,5-7 mg/kg/ημέρα, ενώ τα άτομα με γονότυπο CYP2C9*1/*3 απαιτούν 2-4 mg/kg/ημέρα, σε συνάρτηση, επίσης, με την παρουσία ελαττωματικών CYP2C19 αλληλομόρφων. Δεδομένου ότι η τοξικότητα στο κεντρικό νευρικό σύστημα (π.χ., αταξία και νυσταγμός) σχετίζεται άμεσα με τη συγκέντρωση του φαρμάκου, είναι πιθανό τα άτομα που φέ-ρουν ελαττωματικά CYP2C9 αλληλόμορφα να έχουν προδιάθεση σε τέτοιες ανεπιθύμητες ενέργειες.

255

Η γονοτύπηση του CYP2C9 είναι, επίσης, σημαντική στο πεδίο των αντιδιαβητικών φαρμά-κων, καθώς το ένζυμο αυτό μεταβολίζει όλες τις σουλφονυλουρίες. Οι φορείς των ανενεργών αλλη-λομόρφων CYP2C9*2 και CYP2C9*3 εμφανίζουν αρχικά καλύτερη ανταπόκριση στις σουλφονυ-λουρίες, όπως πιστοποιείται από μεγαλύτερη μείωση της γλυκοζυλιωμένης αιμοσφαιρίνης (HbA1C), καθώς λόγω του μειωμένου μεταβολισμού των σουλφονυλουριών η συσσώρευση του φαρμάκου οδη-γεί σε παρατεταμένη δράση. Ωστόσο, μεσοπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα οι φορείς των αλληλομόρ-φων CYP2C9*2 και CYP2C9*3 βρίσκονται σε σημαντικά αυξημένο κίνδυνο να εμφανίσουν υπογλυ-καιμικά επεισόδια, ήπια ή σοβαρότερα. Η γονοτύπηση επομένως του CYP2C9 μπορεί να συμβάλλει στην προσαρμογή της δόσης των σουλφονυλουριών και την πρόβλεψη και αποφυγή των υπογλυκαι-μικών επεισοδίων που αποτελούν την πιο συχνή ανεπιθύμητη ενέργεια αυτής της ομάδας φαρμάκων.

3.3.CYP2C19

Μια άλλη πολυμορφική ισομορφή της οικογένειας CYP2C είναι το ένζυμο CYP2C19, το ο-

ποίο μεταβολίζει αρκετά σημαντικά φάρμακα, όπως τα περισσότερα τρικυκλικά αντικαταθλιπτικά, ορισμένα αντιψυχωτικά, την S-μεφαινυτοΐνη, τη διαζεπάμη, τους αναστολείς της αντλίας πρωτονίων (ομεπραζόλη και λανσοπραζόλη), το αντιαιμοπεταλιακό κλοπιδογρέλη και την προγουανίλη. Διαφο-ρές μεταξύ των ατόμων ως προς τη δραστικότητα του CYP2C19 χωρίζουν τον πληθυσμό σε ΕΜs, IMs και PMs. Πρόσφατα ταυτοποιήθηκε και για το ένζυμο CYP2C19 ο φαινότυπος UM, ο οποίος οφείλεται στο υπερενεργό αλληλόμορφο CYP2C19*17. Τα ελαττωματικά αλληλόμορφα CYP2C19*2 και *3 βρίσκονται στο 87% των PMs στους καυκάσιους και στο 98% των PMs στους ασιάτες, ενώ ο ΡΜ φαινότυπος απαντάται στο 2-5% στους καυκάσιους και αφρικανούς και σε 10-23% στους ασιά-τες. Ο UM φαινότυπος είναι ιδιαίτερα συχνός στους καυκάσιους πληθυσμούς, καθώς η συχνότητα του αλληλομόρφου CYP2C19*17 είναι αυξημένη και ανέρχεται έως το 30%. Οι CYP2C19 PMs μπο-ρεί να αντιμετωπίσουν σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες στις συνήθεις συνταγογραφούμενες δόσεις των φαρμάκων που απενεργοποιούνται από το CYP2C19, ή να μην έχουν θεραπευτικό αποτέλεσμα από τα προφάρμακα που ενεργοποιούνται από το CYP2C19, όπως το αντιαιμοπεταλιακό κλοπιδογρέ-λη και το προφάρμακο προγουανίλη που χορηγείται για την ελονοσία.

Το CYP2C19 συμμετέχει στο μεταβολισμό πολλών αντικαταθλιπτικών φαρμάκων, όπως τα τρικυκλικά αντικαταθλιπτικά αμιτριπτιλίνη, νορτριπτιλίνη, ιμιπραμίνη και χλωριμιπραμίνη και οι SSRIs: σερτραλίνη, σιταλοπράμη και εσιταλοπράμη. Στο σύνολο των αντικαταθλιπτικών φαρμάκων που μεταβολίζονται από το ένζυμο CYP2C19, οι PMs και IMs βρίσκονται σε αυξημένο κίνδυνο εμ-φάνισης ανεπιθύμητων ενεργειών. Σε αυτούς τους ασθενείς συνίσταται η χορήγηση χαμηλότερης δό-σης από τη συνήθη προς αποφυγή εμφάνισης ανεπιθύμητων ενεργειών και βελτιστοποίηση της φαρ-μακοθεραπείας. Αντίθετα, οι CYP2C19 UMs εμφανίζουν ιδιαίτερα αυξημένο μεταβολισμό των φαρ-μάκων και σε αυτούς τους ασθενείς συνιστάται αύξηση της δοσολογίας προκειμένου να επιτευχθεί το επιθυμητό θεραπευτικό αποτέλεσμα. Οι οδηγίες για τα τρικυκλικά αντικαταθλιπτικά και τους SSRIs που έχουν συνταχθεί από την CPIC (Απρίλιος 2013) παρέχουν συγκεκριμένες προσαρμογές της δο-σολογίας σύμφωνα με το γονότυπο του CYP2C19, αλλά και σε συνδυασμό με το γονότυπο του CYP2D6 για τις περιπτώσεις που η πληροφορία αυτή είναι διαθέσιμη και για τα φάρμακα που μετα-βολίζονται ταυτόχρονα από τα δύο ένζυμα.

Ο γονότυπος του ενζύμου CYP2C19 έχει προκύψει ως ο κύριος παράγοντας που καθορίζει την ποικιλομορφία της φαρμακοδυναμικής ανταπόκρισης στην κλοπιδογρέλη. Η παρουσία του αλλη-λομόρφου CYP2C19*2, η οποία οδηγεί σε απώλεια της ενζυμικής δραστικότητας, σχετίζεται σημα-ντικά με χαμηλότερη έκθεση στον ενεργό μεταβολίτη της κλοπιδογρέλης, χαμηλότερη αναστολή της συσσώρευσης των αιμοπεταλίων και ανεπιθύμητα καρδιαγγειακά συμβάντα. Το 2009 αποτέλεσε χρο-νιά ορόσημο για τη φαρμακογενετική της κλοπιδογρέλης. Τα αποτελέσματα κλινικών μελετών έδει-ξαν ότι οι φορείς CYP2C19 αλληλομόρφων μειωμένης δραστικότητας, όχι μόνο εμφανίζουν σημα-ντικά χαμηλότερα επίπεδα του ενεργού μεταβολίτη της κλοπιδογρέλης και μειωμένη αναστολή των αιμοπεταλίων, αλλά, επίσης, έχουν υψηλότερη συχνότητα σοβαρών ανεπιθύμητων καρδιαγγειακών συμβάντων, συμπεριλαμβανομένης της θρόμβωσης του stent, συγκριτικά με τα ομόζυγα άτομα για το αλληλόμορφο που κωδικοποιεί το ένζυμο φυσιολογικής δραστικότητας. Συνακόλουθα, το 2009, ο

256

FDA άλλαξε τις εσώκλειστες οδηγίες της κλοπιδογρέλης, ώστε να επισημάνει την επίπτωση του γο-νοτύπου του CYP2C19 στη φαρμακοκινητική του φαρμάκου, τη φαρμακοδυναμική και την κλινική ανταπόκριση. Στο αναθεωρημένο έντυπο, συμπεριλήφθηκαν φαρμακογενετικές πληροφορίες, τονίζο-ντας ότι ο φαρμακογενετικός έλεγχος μπορεί να ταυτοποιήσει τους γονότυπους που σχετίζονται με την ποικιλομορφία στη δραστικότητα του CYP2C19. Επιπλέον, επισημάνθηκε ότι οι ασθενείς με γε-νετικά καθοριζόμενη μειωμένη δραστικότητα του ενζύμου CYP2C19 έχουν μειωμένη αντιαιμοπετα-λιακή ανταπόκριση και γενικότερα εμφανίζουν αυξημένη συχνότητα καρδιαγγειακών συμβαμάτων έπειτα από έμφραγμα του μυοκαρδίου. Παρά το γεγονός ότι ο FDA συνέστησε τη φαρμακογενετική ανάλυση του CYP2C19, δεν δόθηκαν οδηγίες για τη δοσολογία σύμφωνα με το γονότυπο, αλλά τονί-στηκε ότι πρέπει να καθοριστεί στο μέλλον η βέλτιστη δοσολογία για τους ασθενείς με χαμηλή δρα-στικότητα του CYP2C19. Το 2013, η CPIC ανακοίνωσε οδηγίες και συστάσεις για τη χορήγηση κλο-πιδρογέλης σύμφωνα με το γονότυπο για το ένζυμο CYP2C19. Στις οδηγίες αυτές, συνιστάται η απο-φυγή της κλοπιδογρέλης σε ασθενείς που είναι φορείς του αλληλομόρφου CYP2C19*2 και η αντικα-τάστασή της από τα παρόμοια αντιαιμοπεταλιακά φάρμακα πρασουγρέλη ή τικαγρερόλη.

Παράλληλα, νέα στοιχεία που αφορούν στους UMs που λαμβάνουν κλοπιδογρέλη υποδει-κνύουν ότι οι φορείς του αλληλομόρφου CYP2C19*17 μπορεί να εμφανίζουν αυξημένη ανταπόκριση στην αντιαιμοπεταλιακή θεραπεία με κλοπιδογρέλη. Μέχρι σήμερα, τα αποτελέσματα των μελετών δείχνουν ότι η παρουσία του αλληλομόρφου CYP2C19*17 μπορεί να βελτιώσει τη πρόληψη θρομβω-τικών επεισοδίων, όμως μπορεί, επίσης, να οδηγήσει σε αυξημένο κίνδυνο αιμορραγιών. Κατά συνέ-πεια, φαίνεται ότι ο FDA θα χρειαστεί ίσως σύντομα να αλλάξει ξανά το εσώκλειστο της κλοπιδο-γρέλης ώστε να συμπεριληφθούν πληροφορίες για το αλληλόμορφο CYP2C19*17. Παράλληλα, σύμ-φωνα με άλλα δεδομένα, φάνηκε ότι η αναστολή του ενζύμου CYP2C19 από την ταυτόχρονη χορή-γηση άλλων φαρμάκων αναστολέων του CYP2C19 μπορεί, επίσης, να οδηγήσει στην εμφάνιση του επίκτητου φαινότυπου του φτωχού μεταβολιστή. Η σημαντικότερη αλληλεπίδραση τέτοιου είδους παρατηρείται σε ασθενείς που λαμβάνουν ταυτόχρονα αναστολείς της αντλίας πρωτονίων, ειδικότερα ομεπραζόλη. Έτσι, το Νοέμβριο του 2009, ο FDA προχώρησε σε πρόσθετη αλλαγή του εσώκλειστου της κλοπιδογρέλης προσθέτοντας δύο προειδοποιήσεις. Η πρώτη αφορά το φαρμακογενετικό σκέλος και τη μειωμένη δραστικότητα του ενζύμου CYP2C19, όπως καθορίζεται γενετικά από τους πολυ-μορφισμούς του γονιδίου, ενώ η δεύτερη αφορά τις αλληλεπιδράσεις φαρμάκων και την ταυτόχρονη χορήγηση ομεπραζόλης στα άτομα που λαμβάνουν κλοπιδογρέλη, τονίζοντας ότι η φαρμακολογική αποτελεσματικότητα της κλοπιδογρέλης μειώνεται σημαντικά παρουσία αυτού του αναστολέα του CYP2C19. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι κλινικοί ιατροί θα πρέπει να είναι ενήμεροι και για άλλους ισχυρούς αναστολείς του ενζύμου CYP2C19, όπως το αντικαταθλιπτικό φλουβοξαμί-νη, το οποίο ενδεχομένως λαμβάνουν ασθενείς που βρίσκονται σε θεραπεία με κλοπιδογρέλη.

Ένα ακόμη πεδίο όπου η γονοτύπηση του CYP2C19 έχει σημαντική εφαρμογή είναι η ψυχια-τρική. Οι CYP2C19 PMs μπορεί να εμφανίσουν φτωχή ανοχή σε αρκετά τρικυκλικά αντικαταθλιπτι-κά που απομεθυλιώνονται από το CYP2C19 και, επίσης, μπορεί να εμφανίσουν χαμηλή ανοχή στη σιταλοπράμη, εσιταλοπράμη και σερτραλίνη. Η αγωγή με σερτραλίνη σε CYP2C19 PMs βρέθηκε να οδηγεί σε ανεπιθύμητες ενέργειες, όπως η ναυτία και ζαλάδα, οι οποίες πιθανόν οφείλονται σε τοξι-κές συγκεντρώσεις του συσσωρευμένου φαρμάκου. Αντίστοιχα, οι CYP2C19 UMs αναφέρουν συχνά απουσία του θεραπευτικού αποτελέσματος, η οποία οφείλεται σε χαμηλές συγκεντρώσεις του φαρμά-κου λόγω αυξημένου μεταβολισμού του από το ένζυμο CYP2C19. Τέλος, όπως αναφέρεται στο προ-ηγούμενο κεφάλαιο για το CYP2C9, φορείς ελαττωματικών αλληλομόρφων στο CYP2C19 πιθανώς βρίσκονται σε αυξημένο κίνδυνο να υποστούν ανεπιθύμητες ενέργειες κατά τη διάρκεια αγωγής με φαινυτοΐνη. Η γονοτύπηση κάθε ασθενούς και για τα δύο ένζυμα, CYP2C19 και CYP2C9, μπορεί να είναι χρήσιμη στην ανεκτή από τους ασθενείς αγωγή με φαινυτοΐνη, και θα πρέπει να συνοδεύεται με τακτικές μετρήσεις του φαρμάκου στο αίμα (βλ. ακολούθως).

Η κατάσταση όσον αφορά τη σχέση ανάμεσα στα ελαττωματικά CYP2C19 αλληλόμορφα και τη θεραπεία με αναστολείς της αντλίας πρωτονίων είναι διαφορετική. Το CYP2C19 είναι υπεύθυνο για πάνω από το 80% του μεταβολισμού και απενεργοποίησης της ομεπραζόλης, της λανσοπραζόλης και της παντοπραζόλης. Οι PMs στο CYP2C19 και πιθανώς και οι IMs μπορεί να βιώσουν πιο αποτε-λεσματική ελάττωση γαστρικών οξέων και εκρίζωση του Helicobacter pylori, με αποτέλεσμα καλύ-τερη επούλωση γαστρικών ελκών και ελκών του δωδεκαδάκτυλου κατά τη διάρκεια θεραπείας με

257

αναστολείς της αντλίας πρωτονίων. Σε μια μελέτη που χρησιμοποιήθηκε σχετικά χαμηλή δόση ομε-πραζόλης (20 mg) για αντιμετώπιση ελκών, ο βαθμός θεραπείας ήταν πολύ χαμηλός στους EMs (25%), υψηλότερος στους IMs (50%) και απόλυτος στους PMs (100%), οδηγόντας στο συμπέρασμα ότι υψηλότερα επίπεδα στο πλάσμα του φαρμάκου είναι απαραίτητα για αποτελεσματική θεραπεία. Σε μια άλλη μελέτη, τριπλό θεραπευτικό σχήμα 7 ημερών είχε ως αποτέλεσμα θεραπευτικό ποσοστό 60% στους EMs, συγκριτικά με 84% και 100% στους IMs και PMs, αντίστοιχα, ενώ σε τρίτη μελέτη προέκυψαν ποσοστά εκρίζωσης 73%, 92% και 98% στους EMs, IMs και PMs, αντίστοιχα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα πρόσφατων μελετών, οι UMs φαίνεται να επωφελούνται λιγότερο από τη θερα-πεία με αναστολείς της αντλίας πρωτονίων λόγω της αυξημένης απομάκρυνσης του φαρμάκου και χρειάζονται σημαντικά υψηλότερη δόση για την αποτελεσματική εκρίζωση του Helicobacter pylori.

3.4.CYP3A5

Το ένζυμο CYP3A5 αποτελεί ισομορφή της οικογένειας CYP3A και σε συνδυασμό με το έν-

ζυμο CYP3Α4 είναι υπεύθυνο για το μεταβολισμό συνολικά 50% όλων των κλινικά χρησιμοποιούμε-νων φαρμάκων, συμπεριλαμβανομένων στεροειδών, αντικαταθλιπτικών, αντιψυχωτικών, ανοσοκα-τασταλτικών παραγόντων (αναστολείς καλσινευρίνης), ορισμένων αντιβιοτικών και αναστολέων πρωτεασών. Η κύρια μετάλλαξη που είναι υπεύθυνη για την πολυμορφική έκφραση του ενζύμου (CYP3A5*3) οδηγεί σε χαμηλή έκφραση πρωτεΐνης CYP3A5 ως αποτέλεσμα εσφαλμένου ματίσμα-τος του mRNA, με συνέπεια τη μειωμένη μετάφραση της λειτουργικής πρωτεΐνης. Τα άτομα με γονό-τυπο CYP3A5*3/*3 χαρακτηρίζονται ως μη-εκφραστές του ενζύμου. Στους ευρωπαϊκούς πληθυ-σμούς οι μη-εκφραστές του CYP3A5 αποτελούν την πλειονότητα (συχνότητα 90%) και τα άτομα που ανήκουν στην κατηγορία αυτή θεωρούνται φυσιολογικοί μεταβολιστές (EΜs). Οι συνήθεις θεραπευ-τικές δόσεις των φαρμάκων έχουν σχεδιαστεί για αυτούς. Ωστόσο, τα άτομα που φέρουν το λειτουρ-γικό CYP3A5*1 αλληλόμορφο (εκφραστές του ενζύμου CYP3A5) εμφανίζουν αυξημένο μεταβολι-σμό των φαρμάκων υποστρωμάτων του ενζύμου CYP3A5 και χρειάζονται σημαντική αύξηση της δόσης προκειμένου να επιτευχθεί το επιθυμητό θεραπευτικό αποτέλεσμα.

Η γονοτύπηση του CYP3A5 βρίσκει σημαντική εφαρμογή στα ψυχιατρικά φάρμακα, καθώς το ένζυμο αυτό μεταβολίζει τα περισσότερα αντιχυψωτικά (αλοπεριδόλη, αριπιπραζόλη, ζιπρασιδόνη, κλοζαπίνη, κουετιαπίνη, πιμοζίδη, ρισπεριδόνη, σερτινδόλη, χλωροπρομαζίνη) και αντικαταθλιπτικά φάρμακα (βενλαφαξίνη, δοξεπίνη, μιρταζαπίνη, μοδαφινίλη, νεφαζοδόνη, σιταλοπράμη, S-σιταλοπράμη, τραζοδόνη, φλουοξετίνη).

Μια ακόμη πιθανή εφαρμογή της γονοτύπησης του CYP3A5 προέκυψε πρόσφατα στο καρδι-αγγειακό πεδίο. Μια ερευνητική ομάδα ανέφερε ότι στα άτομα που έχουν το αλληλόμορφο CYP3A5*1 (εκφραστές του CYP3A5), η μέση μείωση της ολικής χοληστερόλης και της LDL-χοληστερόλης σε απόκριση σε ορισμένες στατίνες (σιμβαστατίνη, ατορβαστατίνη, λοβαστατίνη) ήταν σημαντικά χαμηλότερη συγκριτικά με άτομα που φέρουν το αλληλόμορφο CYP3A5*3 (μη-εκφραστές του CYP3A5). Το εύρημα αυτό σημαίνει ότι ο πολυμορφισμός του CYP3A5 μπορεί να είναι ένας γενετικός παράγοντας που καθορίζει τη διαφορετική απόκριση στις στατίνες μεταξύ των ατόμων. Το εύρημα αυτό, εάν επιβεβαιωθεί και από μεγαλύτερες μελέτες, έχει προφανή κλινική ση-μασία και εφαρμογή, εφόσον οι στατίνες είναι αυτή τη στιγμή ανάμεσα στα φάρμακα που περισσότε-ρο συνταγραφούνται παγκοσμίως.

3.5.CYP1A2

Το ένζυμο CYP1A2 συμμετέχει στο μεταβολισμό πολλών φαρμάκων, όπως αντικαταθλιπτικά (αγομελατίνη, αμιτριπτιλίνη, ιμιπραμίνη, μιρταζαπίνη, ντουλοξετίνη, φλουβοξαμίνη, χλωριμιπραμί-νη), αντιψυχωτικά (αλοπεριδόλη, κλοζαπίνη, ολανζαπίνη, χλωροπρομαζίνη) και άλλα φάρμακα (πα-ρακεταμόλη, θεοφυλλίνη, προπρανολόλη, μετοπρολόλη, προπανόλη κ.ά.). Σύμφωνα με το γονότυπό τους για το ένζυμο CYP1Α2 τα άτομα διαχωρίζονται σε φυσιολογικούς μεταβολιστές (EMs) και υ-περταχείς μεταβολιστές (UΜs). Οι EMs έχουν ένα ή δύο αλληλόμορφα *1Α του γονιδίου του CYP1A2 (γονότυποι CYP1A2*1A/*1A ή *1A/*1F), φυσιολογική μεταβολική δραστικότητα του εν-

258

ζύμου CYP1A2 και μπορούν να διαχειριστούν τα φάρμακα που είναι υποστρώματα του CYP1Α2 σύμφωνα με τις συνήθεις πρακτικές χορήγησης της δόσης. Οι UΜs (γενότυπος CYP1A2*1F/*1F), εκδηλώνουν αυξημένη μεταβολική δραστικότητα του ενζύμου και πιθανόν χρειάζονται αυξημένη δόση των φαρμάκων που είναι υποστρώματα του CYP1Α2. Μια σημαντική εφαρμογή της γονοτύπη-σης του CYP1A2 είναι στη χορήγηση των αντιψυχωτικών κλοζαπίνη και ολανζαπίνη. Οι UΜs έχουν σημαντικά χαμηλότερα επίπεδα κλοζαπίνης και ολανζαπίνης στο πλάσμα στις συνήθεις δόσης χορή-γησης και απουσία θεραπευτικού αποτελέσματος. Μια πρόσθετη σημαντική παράμετρος που επηρεά-ζει την ποσότητα του ενζύμου CYP1A2 και συνδέεται με την απουσία θεραπευτικού αποτελέσματος είναι η αλληλεπίδραση με επαγωγείς του ενζύμου. Το ένζυμο CYP1A2, συγκριτικά με τα υπόλοιπα ένζυμα του κυτοχρώματος Ρ450, είναι το περισσότερο επαγώγιμο. Ο ισχυρότερος επαγωγέας του εν-ζύμου CYP1A2 είναι το κάπνισμα. Οι καπνιστές ασθενείς που λαμβάνουν φάρμακα υποστρώματα του ενζύμου αυτού χρειάζονται αυξημένη δόση φαρμάκου λόγω της επαγωγής από το κάπνισμα. Επι-πλέον, οι καπνιστές UΜs του ενζύμου CYP1A2 εμφάνιζουν υπερ-επαγωγή του ενζύμου και χρειάζο-νται ακόμη μεγαλύτερη αύξηση της δόσης των φαρμάκων που μεταβολίζονται από το ένζυμο CYP1A2 προκειμένου να επιτύχουν τη θεραπευτική συγκέντρωση των φαρμάκων. Είναι, επομένως, σημαντικό να συνεκτιμώνται οι καπνιστικές συνήθειες των ασθενών που λαμβάνουν φάρμακα που μεταβολίζονται από το ένζυμο CYP1A2, και να γίνονται σημαντικές προσαρμογές στη δόση των φαρμάκων είτε με την έναρξη του καπνίσματος (αύξηση δόσης λόγω επαγωγής), είτε κατά τη διακο-πή (μείωση της δόσης λόγω άρσης της επαγωγής).

3.6.ΤΡΜΤ

Η μεθυλοτρανσφεράση της θειοπουρίνης (ΤΡΜΤ) είναι ένα κυτταροπλασματικό ένζυμο που

αδρανοποιεί τα φάρμακα της ομάδας των θειοπουρινών (6-μερκαπτοπουρίνη, 6-θειογουανίνη και α-ζαθειοπρίνη), τα οποία χρησιμοποιούνται στη θεραπεία της λευχαιμίας, σε αυτοάνοσες διαταραχές και στην ανοσοκαταστολή στους λήπτες μοσχευμάτων. Στους καυκάσιους, η δραστικότητα της ΤΡΜΤ εμφανίζει τρικόρυφη κατανομή, με ποσοστό 0,3-0,6% να εμφανίζουν χαμηλή ή καθόλου δρα-στικότητα, 10% να έχουν ενδιάμεση δραστικότητα και το υπόλοιπο 90% παρουσιάζει υψηλή (φυσιο-λογική) δραστικότητα. Έχουν ταυτοποιηθεί πολλά αλληλόμορφα της ΤΡΜΤ, με τα ΤΡΜΤ*2, *3Α, *3Β και *3C να είναι υπεύθυνα για τις περισσότερες των περιπτώσεων μειωμένης δραστικότητας ΤΡΜΤ. Τα πιο κοινά αλληλόμορφα που οδηγούν σε χαμηλή δραστικότητα της ΤΡΜΤ είναι το ΤΡΜΤ*3Α στους καυκάσιους και ΤΡΜΤ*3C στους Ασιάτες, Αιγύπτιους και Αφροαμερικανούς. Οι ομοζυγώτες με αλληλόμορφο μειωμένης δραστικότητας (π.χ., ΤΡΜΤ*3Α/*3Α) έχουν αμελητέα δρα-στικότητα της ΤΡΜΤ, ενώ οι ετεροζυγώτες (π.χ., ΤΡΜΤ*1/*3Α) έχουν ενδιάμεση δραστικότητα, η οποία είναι περίπου η μισή από αυτήν που έχουν οι ομοζυγώτες για το φυσιολογικό αλληλόμορφο (ΤΡΜΤ*1/*1). Τα άτομα με μειωμένη δραστικότητα της ΤΡΜΤ εμφανίζουν αυξημένο κίνδυνο σοβα-ρών ανεπιθύμητων ενεργειών, όπως η ηπατική τοξικότητα και η λευκοπενία.

Μια πρόσφατη ανάλυση για το κόστος έναντι της αποτελεσματικότητας της γονοτύπησης της ΤΡΜΤ στην οξεία λεμφοβλαστική αναιμία στην Ευρώπη, καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η γονοτύ-πηση θα έπρεπε να θεωρείται ως ένα αναπόσπαστο τμήμα του συστήματος υγείας στην έναρξη της θεραπείας με θειοπουρίνες. Συγκεκριμένα προτάθηκε ότι σε όλα τα άτομα που ξεκινούν θεραπεία με θειοπουρίνες πρέπει να πραγματοποιείται γονοτύπηση (και/ή φαινοτύπηση) για τη δραστικότητα της ΤΡΜΤ. Είναι πολύ σημαντικό να εντοπιστούν οι ασθενείς εκείνοι που έχουν χαμηλή ενζυμική δρα-στικότητα, επειδή είναι σχεδόν βέβαιο ότι θα αναπτύξουν έντονη μυελοκαταστολή στις συνήθεις δό-σεις θειοπουρινών. Ακολουθώντας τις εξελίξεις του πεδίου της φαρμακογενετικής των θειοπουρινών ο FDA προχώρησε στην αναθεώρηση των εσώκλειστου φύλλου οδηγιών για την αζαθειοπρίνη και την 6-μερκαπτοπουρίνη (2004 και 2005, αντίστοιχα), τονίζοντας ότι η γονοτύπηση των αλληλομόρ-φων που οδηγούν σε χαμηλή δραστικότητα της ΤΡΜΤ μπορεί να εντοπίσει τους ασθενείς που βρί-σκονται σε αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης τοξικότητας. Προς αποφυγή των ανεπιθύμητων ενεργειών, η θεραπεία πρέπει να γίνεται με χαμηλότερη δοσολογία ή με εναλλακτικά φάρμακα.

3.7.UGT1A1

259

Μια ακόμη σημαντική εφαρμογή της φαρμακογονιδιωματικής στην ογκολογία αφορά τη συ-

σχέτιση ανάμεσα στην τοξικότητα της ιρινοτεκάνης και την ποικιλομορφία του γονιδίου για το ισοέν-ζυμο 1A1 της UDP-γλυκουρονοσυλ-τρανσφεράσης (UGT1A1). Το ένζυμο αυτό αδρανοποιεί με γλυ-κουρονιδίωση την 7-αιθυλ-10-υδροξυκαμπτοθηκίνη (SN-38), η οποία αποτελεί τον ενεργό μεταβολί-τη της ιρινοτεκάνης. Η ιρινοτεκάνη είναι παράγωγο της καμπτοθηκίνης, με ισχυρή αντικαρκινική δράση, η οποία οφείλεται στην αναστολή της τοποϊσομεράσης Ι. Πρόκειται για φάρμακο με ευρεία χρήση, ειδικά για τον καρκίνο του παχέος εντέρου και των πνευμόνων, αλλά εμφανίζει δοσο-εξαρτώμενη τοξικότητα με σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες, όπως λευκοπενία και διάρροια, καθώς, επίσης, θανατηφόρα επεισόδια σε σπάνιες περιπτώσεις. Όπως προέκυψε από in vitro μελέτες, η δρα-στικότητα της UGT1A1 ποικίλλει πολύ, με εύρος που εμφανίζει 17-πλάσια ποικιλομορφία στη SN-38 γλυκουρονιδίωση. Το γνωστότερο αλληλόμορφο που εμπλέκεται στη μειωμένη ικανότητα γλυκουρο-νιδίωσης της SN-38 είναι το UGT1A1*28. Το αλληλόμορφο αυτό χαρακτηρίζεται από μια πρόσθετη επανάληψη θυμίνης-αδενίνης (ΤΑ) στην περιοχή ΤΑΤΑ του υποκινητή του γονιδίου της UGT1A1 (7 ΤΑ επαναλήψεις αντί 6 που έχει το λειτουργικό αλληλόμορφο), με αποτέλεσμα μείωση της έκφρασης και δραστικότητας του ενζύμου. Το αλληλόμορφο αυτό είναι αρκετά συχνό, με τον ομόζυγο γονότυ-πο να απαντάται σε συχνότητα 5-15% στους καυκάσιους και 10-25% στους αφρικανούς και τους α-σιάτες. Οι ασθενείς με γονότυπο UGT1A1*28 εμφανίζουν αυξημένο κίνδυνο να αναπτύξουν τοξικό-τητα όταν τους χορηγείται ιρινοτεκάνη. Όλα τα δεδομένα δείχνουν ότι η γονοτύπηση των ασθενών πριν τους χορηγηθεί χημειοθεραπεία με ιρινοτεκάνη μπορεί να μειώσει την εμφάνιση ανεπιθύμητων ενεργειών.

Μια πρόσφατη ανασκόπηση των κλινικών μελετών για το αλληλόμορφο UGT1A1*28, τη φαρμακοκινητική της ιρινοτεκάνης/SN-38 και την εκδήλωση τοξικότητας, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το αλληλόμορφο UGT1A1*28 είναι ένας έγκυρος βιοδείκτης της μειωμένης γλυκουρονιδίωσης και της αυξημένης τοξικότητας της ιρινοτεκάνης. Για αυτόν το λόγο, πρέπει να μετράται μαζί με άλ-λους κλινικούς δείκτες (π.χ., επίπεδα χολερυθρίνης) στους ασθενείς που λαμβάνουν ιρινοτεκάνη. Με βάση αυτά τα ευρήματα το FDA ανανέωσε, το 2004, τις οδηγίες του σκευάσματος της ιρινοτεκάνης στις ΗΠΑ, ώστε να παρέχεται η συγκεκριμένη φαρμακογενετική πληροφορία. Συνιστάται η μείωση της δόσης της ιρινοτεκάνης στους ομοζυγώτες για το UGT1A1*28 αλληλόμορφο, είτε χορηγείται ως μονοθεραπεία, είτε σε συνδυασμό με άλλα αντικαρκινικά φάρμακα. Μια ακόμη σημαντική εξέλιξη ήταν ότι το FDA ενέκρινε το 2005 το φαρμακογενετικό τεστ Invader UGT1A1, για την ταυτοποίηση των ασθενών που μπορεί να βρίσκονται σε αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης ανεπιθύμητων ενεργειών από την ιρινοτεκάνη. Η διαθεσιμότητα του συγκεκριμένου τεστ αναμένεται να οδηγήσει στην ασφα-λέστερη κλινική χρήση του φαρμάκου.

3.8.β2-Αδρενεργικοί υποδοχείς

Τα δύο επόμενα μόρια που αποτελούν δυνητικούς φαρμακογονιδιωματικούς βιοδείκτες είναι

υποδοχείς και, κατά συνέπεια, σχετίζονται με τη φαρμακοδυναμική διάσταση της δράσης των φαρ-μάκων. Το πρώτο είναι ο β2-αδρενεργικός υποδοχέας (β2-AR). Οι β2-αδρενεργικοί αγωνιστές είναι τα πλέον συνταγογραφούμενα φάρμακα για το άσθμα και υπάρχει διαμάχη ανάμεσα στους κλινικούς ως προς την τοξικότητα και ορθή χρήση των φαρμάκων αυτών. Αρκετοί πολυμορφισμοί εντοπίζονται στην κωδική περιοχή του γονιδίου β2-AR και αλλάζουν σημαντικά τη ρύθμισή του. Ο πιο κοινός λει-τουργικός πολυμορφισμός εντοπίζεται στο αμινο-τελικό άκρο του υποδοχέα στην αμινοξική θέση 16 (Β16), όπου απαντάται Arg ή Gly. Ο πολυμορφισμός αυτός επηρεάζει τόσο την προδιάθεση στην α-νάπτυξη άσθματος, όσο και την απόκριση στη θεραπευτική αγωγή που χορηγείται για το άσθμα. Μια αρχική μελέτη που εξέτασε την επίδραση του γονοτύπου β2-AR σε σχέση με την απόκριση σε β2-AR αγωνιστές σε παιδιά, έδειξε ότι 60% των ασθενών με άσθμα που ήταν ομοζυγώτες για την αργινίνη Β16 (Β16 Arg/Arg) είχαν θετική απόκριση στην αλβουτερόλη συγκριτικά με μόλις 13% των ομοζυ-γωτών για τη γλυκίνη στη θέση 16. Μια άλλη μελέτη σε περισσότερους από 250 ασθενείς με ήπιο άσθμα τυχαιοποιημένους σε κανονικούς έναντι αυτών που χρειάζονταν αλβουτερόλη, έδειξε συσχέτι-ση του Β16 Arg/Arg γονοτύπου με σημαντική μείωση στην κορυφή της εκπνευστικής ροής με συ-

260

στηματική χρήση αλβουτερόλης συγκριτικά με τα άτομα Β16 Gly/Gly. Σε μια άλλη μελέτη, ασθματι-κοί ασθενείς με γονότυπο Β16 Arg/Arg δεν ανταποκρίθηκαν σε συστηματική θεραπεία με αλβουτε-ρόλη. Τέλος, μια πρόσφατη προοπτική μελέτη ασθενών τυχαιοποιημένων σε συστηματική έναντι ε-λάχιστης χρήσης αλβουτερόλης επιβεβαίωσε τις ειδικές ανά γονότυπο διαφορετικές αποκρίσεις στους Β16 Arg/Arg ασθενείς που χρησιμοποιούν αλβουτερόλη συστηματικά.

Οι μελέτες αυτές δείχνουν ότι υπάρχει αληθής συσχέτιση ανάμεσα στον πολυμορφισμό Β16 Arg/Arg και την απόκριση σε αγωνιστές των β2-AR. Μια πρόσφατη ανασκόπηση όλων των διαθέσι-μων δεδομένων αναφορικά με τη συσχέτιση των πολυμορφισμών του γονιδίου β2-AR και τη θεραπεία του άσθματος με β2-AR αγωνιστές, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο πολυμορφισμός Β16 του β2-AR σχετίζεται με ισχυρή, κλινικά σημαντική φαρμακογονιδιωματική επίδραση. Προχώρησε μάλιστα στο σημείο να προτείνει ότι οι κλινικοί ιατροί πρέπει να λαμβάνουν υπ’ όψιν πιθανές επιδράσεις που σχε-τίζονται με το γονότυπο σε ασθενείς, οι οποίοι, αν και χρησιμοποιούν υψηλές δόσεις αγωνιστών των β2-AR και πιθανώς άλλων φαρμάκων, εξακολουθούν να εκδηλώνουν ελάχιστα ελεγχόμενο άσθμα ή να εμφανίζουν ανεπιθύμητες ενέργειες. Επιπλέον, προτείνεται ότι εάν τα φαινομενικά αποτελέσματα συσχέτισης με το γονότυπο Β16 Arg/Arg είναι επαναλήψιμα σε πληθυσμούς στους οποίους χορηγού-νται παρατεταμένης δράσης αγωνιστές των β2-AR, οι σημερινές συστάσεις για τη φαρμακοθεραπεία του άσθματος μπορεί να αλλάξουν σημαντικά.

3.9.Υποδοχέας 2C της 5-υδροξυτρυπταμίνης (5-HT2C)

Ο υποδοχέας 2C της 5-υδροξυτρυπταμίνης (5-HT2C) συμβάλλει ουσιαστικά στη σεροτονερ-

γική ρύθμιση μιας μεγάλης ποικιλίας συμπεριφορικών και φυσιολογικών λειτουργιών, όπως η σίτιση και η ομοιοστασία της γλυκόζης. Η πρόσληψη βάρους είναι μια κοινή ανεπιθύμητη ενέργεια της θε-ραπείας με αντιψυχωτικά, με την οποία έχουν συσχετιστεί ορισμένες παραλλαγές του γονιδίου 5-HT2C. Φαίνεται ότι σημαντικό ρόλο διαδραματίζει ο πολυμορφισμός -759C/T της περιοχής του υπο-κινητή αυτού του γονιδίου. Το αλληλόμορφο Τ αποτελεί προστατευτικό παράγοντα έναντι της αύξη-σης του βάρους σε σχιζοφρενείς που λαμβάνουν κλοζαπίνη, ολανζαπίνη, ρισπεριδόνη και χλωροπρο-μαζίνη. Αν και είναι απαραίτητες προοπτικές μελέτες, τα διαθέσιμα στοιχεία υποστηρίζουν ότι η γο-νοτύπηση για τον πολυμορφισμό -759C/T του γονιδίου 5-HT2C θα ήταν χρήσιμη σε όλους τους ασθε-νείς που ξεκινούν θεραπεία με αντιψυχωτικά ή που ήδη βρίσκονται σε θεραπεία με αντιψυχωτικά και εμφανίζουν σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες σχετικές με τη ρύθμιση του βάρους τους.

3.10.Μεταφορέας της 5-υδροξυτρυπταμίνης (5-HTTLPR)

Ο μεταφορέας της σεροτονίνης (5-HTTLPR, ονομασία γονιδίου: SLC6A4) συμβάλλει σημα-

ντικά στο συντονισμό του σεροτονινεργικού συστήματος, το οποίο εμπλέκεται στην ανταπόκριση των ασθενών σε διάφορα φάρμακα. Ο 5-HTTLPR επιτελεί την επαναπρόσληψη της σεροτονίνης από τη νευρική σύναψη μετά την απελευθέρωση της από τους σεροτονεργικούς νευρώνες και αποτελεί το φαρμακολογικό στόχο των αντικαταθλιπτικών φαρμάκων της κατηγορίας των SSRIs (Specific Sero-tonin Reuptake Inhibitors). Η ανταπόκριση στη φαρμακοθεραπεία με SSRIs επηρεάζεται σημαντικά από γενετικούς παράγοντες που επιδρούν στην αποτελεσματικότητα του 5-HTTLPR. Συγκεκριμένα, ο περισσότερο μελετημένος πολυμορφισμός αφορά την εισαγωγή ή απαλοιφή 44 ζευγών βάσεων στην περιοχή του υποκινητή του γονιδίου SLC6A4 που οδηγεί στην εμφάνιση των αλληλομόρφων L (long) και S (short). Tο αλληλόμορφο L σχετίζεται με αυξημένη έκφραση του μεταφορέα και αύξηση των σημείων μεταφοράς, συγκριτικά με το S αλληλόμορφο. Ατομα με γονότυπο LL έχουν καλύτερη ανταπόκριση στη θεραπεία με SSRIs, ενώ, αντίθετα, οι φορείς του αλληλόμορφου S (γονότυποι SL και SS) εμφανίζουν μειωμένη ανταπόκριση στη φαρμακοθεραπεία με SSRIs και ανεπιθύμητες ενέρ-γειες από τη λήψη αυτών των φαρμάκων, όπως συναισθηματική αστάθεια, μανία και αϋπνία.

3.11.Μείζον Σύμπλεγμα Ιστοσυμβατότητας, τάξη Ι, Β (HLA-B)

261

Το γονίδιο HLA-B ανήκει σε μια οικογένεια γονιδίων που ονομάζεται σύμπλεγμα αντιγόνων των ανθρώπινων λευκοκυττάρων (Human Leukocyte Antigen - HLA) της ευρύτερης οικογένειας του μείζονος συμπλέγματος ιστοσυμβατότητας. Ο φυσιολογικός ρόλος του HLA-B έγκειται στην παρου-σίαση στο ανοσοποιητικό σύστημα πεπτιδίων από ιούς και βακτήρια προκειμένου να αναγνωριστούν ως ξένα και να ακολουθήσει η ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος. Το HLA-B έχει πολ-λές φυσιολογικές παραλλαγές που οφείλονται σε γονιδιακούς πολυμορφισμούς, έτσι ώστε το ανοσο-ποιητικό σύστημα να έχει τη δυνατότητα να αναγνωρίζει ένα μεγάλο εύρος ξένων πεπτιδίων. Στο γο-νίδιο HLA-B έχουν ταυτοποιηθεί εκατοντάδες αλληλόμορφα, σε κάθε ένα από τα οποία έχει δοθεί ένας συγκεκριμένος αριθμός (π.χ., HLA-B*27). Τα πιο συγγενικά αλληλόμορφα ταξινομούνται ως υποτύποι του ίδιου αλληλομόρφου. Π.χ., έχουν ταυτοποιηθεί τουλάχιστον 28 συγγενικά HLA-B*27 αλληλόμορφα που αριθμούνται ως HLA-B*27:01 έως HLA-B*27:28. Συγκεκριμένα αλληλόμορφα του γονιδίου HLA-B έχουν τατυτοποιηθεί ως γενετικοί δείκτες εμφάνισης τοξικών αντιδράσεων σε διαφορετικές κατηγορίες φαρμάκων.

Το αλληλόμορφο HLA-B*57:01 αποτελεί γενετικό δείκτη πρόβλεψης της υπερευαισθησίας στο νουκλεοτιδικό ανάλογο αμπακαβίρη που αναστέλλει την αντίστροφη μεταγραφάση του ιού HIV. Η αμπακαβίρη είναι μια αποτελεσματική αγωγή για τον ιό HIV, ωστόσο ποσοστό έως και 9% των ασθενών που λαμβάνουν το φάρμακο αυτό εμφανίζουν υπερευαισθησία, η οποία εκδηλώνεται με πυ-ρετό, γαστρεντερικά και/ή αναπνευστικά συμπτώματα και αντιμετωπίζεται μόνο με διακοπή του φαρμάκου. Εάν συνεχιστεί η χορήγηση ή επαναχορηγηθεί το φάρμακο παρά την εμφάνιση της υπε-ρευαισθησίας, ο ασθενής έχει θανατηφόρο κατάληξη. Τα αποτελέσματα αναδρομικών και προοπτι-κών μελετών οδήγησαν στην ταυτοποίηση του αλληλομόρφου HLA-B*57:01 ως τον κύριο γενετικό παράγοντα που προβλέπει την εμφάνιση υπερευαισθησίας στην αμπακαβίρη. Συνεπώς, η γονοτύπηση του HLA-B*57:01 πριν τη χορήγηση της αμπακαβίρης, και ο αποκλεισμός των ατόμων που φέρουν το αλληλόμορφο αυτό από τη θεραπεία με αμπακαβίρη, αποτρέπει τον κίνδυνο υπερευαισθησίας. Στους φορείς του αλληλομόρφου HLA-B*57:01 χορηγείται εναλλακτική θεραπεία για τον HIV. Η συσχέτιση του αλληλομόρφου HLA-B*57:01 με την εμφάνιση υπερευαισθησίας στην αμπακαβίρη παρατηρείται στο σύνολο των πληθυσμών ξεπερνώντας τις διαφυλετικές διαφορές. Το 2008, ο FDA προχώρησε σε αναθεώρηση των εσώκλειστων οδηγιών της αμπακαβίρης, προσθέτοντας μαύρο πλαί-σιο προειδοποίησης και υποδεικνύοντας ότι η γονοτύπηση για το αλληλόμορφο HLA-B*57:01 πρέπει να προηγείται της χορήγησης του φαρμάκου και τονίζοντας ότι στους φορείς του συγκεκριμένου γο-νιδίου η χορήγησή του αντενδείκνυται επειδή θα οδηγήσει στην εμφάνιση υπερευαισθησίας.

Ένα ακόμη πεδίο όπου βρίσκει εφαρμογή η γονοτύπηση άλλων αλληλομόρφων του γονιδίου HLA-B αποτελούν τα αντιεπιληπτικά φάρμακα καρβαμαζεπίνη και φαινυτοΐνη. Η χορήγηση των φαρμάκων αυτών συνοδεύεται συχνά από την εμφάνιση τοξικών δερματολογικών ανεπιθύμητων ε-νεργειών, όπως το σύνδρομο Stevens-Johnson (SJS) και η τοξική επιδερμόλυση (TEN, toxic epider-mal necrosis). Οι δερματικές ανεπιθύμητες ενέργειες εμφανίζονται τους πρώτους δύο μήνες χορήγη-σης των αντιεπιληπτικών φαρμάκων και μπορεί να αποβούν μοιραίες σε ποσοστό 40% όσων τις εμ-φανίσουν, με τελική κατάληξη τον θάνατο. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα αναδρομικών μελετών, το αλληλόμορφο HLA-B*15:02 ανιχνεύτηκε στο σύνολο των ασθενών που εμφάνισαν τοξικές δερματι-κές ανεπιθύμητες ενέργειες στην καρβαμαζεπίνη, ενώ προσδίδει πενταπλάσιο κίνδυνο εμφάνισης το-ξικών δερματικών ανεπιθύμητων ενεργειών κατά τη χορήγηση φαινυτοΐνης. Η ισχύς ωστόσο του γε-νετικού δείκτη HLA-B*15:02 περιορίζεται σε πληθυσμούς ασιατικής καταγωγής. Παρά το γεγονός ότι δεν υπάρχουν στοιχεία από προοπτικές μελέτες, η επαναληψιμότητα και ισχύς των αποτελεσμά-των των αναδρομικών μελετών συσχέτισης του αλληλομόρφου HLA-B*15:02 με την εμφάνιση τοξι-κότητας στην καρβαμαζεπίνη, οδήγησε το Μάρτιο του 2008 τον FDA σε αναθεώρηση των εσώκλει-στων οδηγιών της καρβαμαζεπίνης, επισημαίνοντας ότι σε άτομα ασιατικής καταγωγής που φέρουν το αλληλόμορφο HLA-B*15:02 η χορήγηση του φαρμάκου αντενδείκνυται προς αποφυγή σοβαρών τοξικών δερματικών ανεπιθύμητων ενεργειών.

3.12.Μεταφορέας οργανικών κατιόντων

262

Ο μεταφορέας οργανικών κατιόντων 1 (OCT1, ονομασία γονιδίου: SLC22A1), εντοπίζεται στη μεμβράνη των ηπατικών κυττάρων και επιτελεί την πρόσληψη και μεταφορά εξωγενών και ενδο-γενών ουσιών, όσο και πολλών φαρμάκων, όπως, π.χ., του αντιδιαβητικού μετφορμίνη.

Η μετφορμίνη αποτελεί τη θεραπεία εκλογής του διαβήτη τύπου 2. Η χορήγηση ως μονοθερ-παέια οδηγεί σε μείωση της HbA1c κατά 1,5-3%. Η μετφορμίνη δεν υπόκειται σε οξειδωτικό μετα-βολισμό από τα ηπατικά ένζυμα CYP450, ούτε δεσμεύεται σε πρωτεΐνες πλάσματος και απεκκρίνεται αναλλοίωτη με τα ούρα. Παρά το γεγονός ότι η μετφορμίνη χορηγείται τα τελευταία 50 χρόνια, μόλις πρόσφατα δημοσιεύτηκαν τα αποτελέσματα των πρώτων φαρμακογονιδιωματικών μελετών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μόλις το έτος 2007 προσδιορίστηκε ότι η μετφορμίνη είναι υπόστρωμα του μεταφορέα OCT1. Η ανταπόκριση στη μετφορμίνη εξαρτάται σημαντικά από γενετικούς πολυμορφι-σμούς του OCT1 που επηρεάζουν την έκφραση και λειτουργία του. Τα άτομα που φέρουν πολυμορ-φισμούς που μειώνουν την έκφραση και λειτουργία του OCT1 δεν έχουν την επιθυμητή θεραπευτική δράση του φαρμάκου, καθώς εμφανίζουν σημαντικά μειωμένη υπογλυκαιμική ανταπόκριση στη μετ-φορμίνη.

3.13.Μεταφορέας οργανικών ανιόντων

Ο μεταφορέας οργανικών ανιόντων 1B1 (OATP1B1, ονομασία γονιδίου: SLCO1B1), εντοπί-ζεται στη μεμβράνη των ηπατικών κυττάρων και επιτελεί την πρόσληψη και μεταφορά τόσο ενδογε-νών συστατικών, όσο και πολλών φαρμάκων, όπως, π.χ., των υπολιπιδαιμικών στατινών.

Οι στατίνες (αναστολείς της αναγωγάσης HMG-CoA) αποτελούν τα πλέον αποτελεσματικά φάρμακα για τη μείωση της λιποπρωτεΐνης χαμηλής πυκνότητας (LDLc) και θεωρούνται ως θεραπεία εκλογής για τη θεραπεία της υπερχοληστερολαιμίας και της διαχείρισης της αθηροσκλήρωσης και των επιπλοκών της. Οι στατίνες δρουν στο ίδιο το ηπατοκύτταρο, στο εσωτερικό του οποίου εισέρχο-νται μέσω του μεταφορέα OATP1B1. Γενετικοί πολυμορφισμοί του OATP1B1 που επηρεάζουν την έκφραση και λειτουργία του, σχετίζονται με την εμφάνιση ανεπιθύμητων ενεργειών κατά τη λήψη στατινών. Συγκεκριμένα ο γενετικός πολυμορφισμός SLCO1B1 521T/C οδηγεί σε μειωμένη λειτουρ-γία του μεταφορέα OATP1B1, επακόλουθη αύξηση της συγκέντρωσης των στατινών στη συστημική κυκλοφορία και ισχυρή συσχέτιση με την εμφάνιση μυοπάθειας και ραβδομυόλυσης, της πλεόν ση-μαντικής ανεπιθύμητης ενέργειες από τη χρήση στατινών. Η CPIC έχει συντάξει σχετικές οδηγίες για την πρόληψη εμφάνισης αυτών των ανεπιθύμητων ενεργειών σύμφωνα με το γονότυπο των ασθενών για τον πολυμορφισμό SLCO1B1 521T/C στα άτομα που λαμβάνουν θεραπεία με σιμβαστατίνη.

3.14.Υποδοχείς στόχοι μονοκλωνικών αντισωμάτων

Τα μονοκλωνικά αντισώματα είναι κεκαθαρμένα αντισώματα με προκαθορισμένη εξειδίκευ-

ση για έναν μόνο επίτοπο. Η στρατηγική της χρήσης μονοκλωνικών αντισωμάτων για τη θεραπεία του καρκίνου περιγράφηκε για πρώτη φορά στα τέλη της δεκαετίας του 1970, και πλέον, για ορισμέ-να είδη καρκίνου, τα μονοκλωνικά αντισώματα έχουν ήδη προσφέρει ένα νέο θεραπευτικό πλεονέ-κτημα για τους ασθενείς. Από το 2004 και 2006, αντίστοιχα, τα μονοκλωνικά αντισώματα σετουξι-μάβη και πανιτουμουμάβη έναντι του υποδοχέα του Επιδερμικού Αυξητικού Παράγοντα (EGFR) α-ποτελούν τη θεραπεία εκλογής για τη θεραπεία του μεταστατικού καρκίνου του παχέος εντέρου (ορ-θοκολικού καρκίνου). Τα συγκεκριμένα μονοκλωνικά αντισώματα αναστέλλουν την ενεργοποίηση (διμερισμό) του EGFR και την επακόλουθη μεταγωγή που οδηγεί στην επιβίωση των καρκινικών κυττάρων και τον πολλαπλασιασμό τους. Το σηματοδοτικό μονοπάτι μεσολαβείται από τα πρωτοο-γκογονίδια KRAS και BRAF. Στους ασθενείς που έχουν μεταλλάξεις στα KRAS και BRAF, ανεξάρ-τητα από την αναστολή του EGFR από τα μονοκλωνικά αντισώματα, το σηματοδοτικό μονοπάτι πα-ραμένει συνεχώς ενεργοποιημένο. Κατά συνέπεια, τα άτομα αυτά δεν επωφελούνται της θεραπείας. Επομένως, η θεραπεία του ορθοκολικού καρκίνου με μονοκλωνικά αντισώματα ενδείκνυται μόνο στα άτομα που δεν έχουν μεταλλάξεις στα KRAS και BRAF. Η γονοτύπηση των KRAS και BRAF κατά τη διάγνωση καθοδηγεί την επιλογή της φαρμακευτικής προσέγγισης και για το σκοπό αυτό έχουν

263

αναπτυχθεί συγκεκριμένα συνοδά διαγνωστικά τεστ ώστε να γίνεται η ανίχνευση των μεταλλάξεων KRAS και BRAF πριν την έναρξη της θεραπείας.

4.Διεθνείς πρωτοβουλίες για ανάπτυξη της φαρμακογονιδιωματικής Αρκετές προσπάθειες ήδη πραγματοποιούνται προς βελτιστοποίηση της έρευνας και των κλι-

νικών δραστηριοτήτων της φαρμακογονιδιωματικής. Η πρωταρχική και πιο ευρεία προσπάθεια είναι το υποστηριζόμενο από το ΝΙΗ Δίκτυο Έρευνας στη Φαρμακογενετική (National Institute of Health-supported Pharmacogenetics Research Network, PGRN). Το PGRN είναι μια ομάδα συνεργαζόμενων ερευνητών με ευρύ φάσμα ερευνητικών ενδιαφερόντων, αλλά με κοινό σημείο όλων την προσπάθεια να συσχετίσουν την απόκριση στα φάρμακα με τη γενετική ποικιλομορφία. Αποτελείται από αρκετές ερευνητικές ομάδες, κάθε μια από τις οποίες εστιάζει σε φάρμακα που χρησιμοποιούνται ως αγωγή για συγκεκριμένες διαταραχές (π.χ., άσθμα, κατάθλιψη, καρδιαγγειακές νόσοι, εξάρτηση στη νικοτίνη και καρκίνος), ενώ άλλες εστιάζουν σε συγκεκριμένες ομάδες πρωτεϊνών που αλληλεπιδρούν με φάρμακα (π.χ., μεμβρανικοί μεταφορείς, φάσης ΙΙ μεταβολικά ένζυμα φαρμάκων). Η επιστημονική πληροφορία που προκύπτει αποθηκεύεται και ανακοινώνεται σε μια βάση δεδομένων προσβάσιμη στο κοινό, η οποία ονομάζεται Τράπεζα Πληροφοριών στη Φαρμακογενετική και Φαρμακογονιδιω-ματική (Pharmacogenetics and Pharmacogenomics Knowledge base, PharmGKB). Η PharmGKB εί-ναι ένα συμμετοχικό εργαλείο για τους ερευνητές που εξετάζουν πώς η γενετική ποικιλομορφία επη-ρεάζει την απόκριση στα φάρμακα. Η ιστοσελίδα της PharmGKB (www.pharmgkb.org) παραθέτει γονοτυπικά, μοριακά και πρωτογενή κλινικά δεδομένα, καθώς και τη σχετική βιβλιογραφία, αναπα-ραστάσεις μονοπατιών, πληροφορίες πρωτοκόλλων και συνδέσμους με πρόσθετες εξωτερικές πηγές. Οι χρήστες μπορούν να αναζητήσουν και να δουν τη βάση δεδομένων κατά γονίδιο, φάρμακο, νόσο και μονοπάτι. Η εγγραφή είναι δωρεάν σε ολόκληρη την επιστημονική κοινότητα, αλλά υπόκειται σε συμφωνία σεβασμού των δικαιωμάτων και της μυστικότητας των ατόμων, των οποίων η πληροφορία περιέχεται στη βάση δεδομένων.

Μια ακόμη σημαντική πρωτοβουλία για την εισαγωγή στην κλινική πράξη της φαρμακογονι-διωματικής έχει αναληφθεί από τη CPIC. Η CPIC δημιουργήθηκε το 2009 και αποτελείται από μέλη του Δικτύου Έρευνας στη Φαρμακογονιδιωματική (Pharmacogenomics Research Network), προσω-πικό της PharmGKB και ειδικούς στη φαρμακογενετική, φαρμακογονιδιωματική και εργαστηριακή ιατρική. Το 2014, η σύμπραξη CPIC είχε περισσότερα από 100 μέλη από 58 ιδρύματα σε 12 διαφορε-τικές χώρες, καθώς και πολλούς παρατηρητές από το NIH και τον FDA. Η CPIC δημιουργήθηκε με σκοπό να καλύψει την ανάγκη των κλινικών γιατρών και των εργαστηρίων για συγκεκριμένες οδηγίες δοσολογίας ώστε οι φαρμακογονιδιωματικές αναλύσεις να μπορούν να χρησιμοποιηθούν με τον ορ-θότερο τρόπο στην κλινική. Στα πλαίσια αυτής της συνεχούς προσπάθειας, η CPIC έχει καθιερώσει ένα πλαίσιο εργασίας για τη συλλογή, ερμηνεία και κατανόηση όλων των στοιχείων που υποδεικνύ-ουν την ενσωμάτωση της φαρμακογονιδιωματικής στην κλινική πρακτική. Τέτοια στοιχεία αποτε-λούν η επιστημονική υπόθεση της σύνδεσης της γενετικής ποικιλομορφίας με την ανταπόκριση στο φάρμακο, το θεραπευτικό εύρος των φαρμάκων, η διαθεσιμότητα εναλλακτικών δοσολογιών φαρμά-κων για τα άτομα με γονοτύπους που χρήζουν προσοχής, η ύπαρξη εργαστηριακών μεθόδων για την ανίχνευση των γενετικών πολυμορφισμών, καθώς και η συγκέντρωση όλων των οδηγιών που εμπερι-έχουν την ενσωμάτωση της φαρμακογονιδιωματικής στις συστάσεις τους. Οι οδηγίες που συντάσσο-νται περιέχουν όλες τις απαραίτητες πληροφορίες ώστε να βοηθήσουν τον θεράποντα γιατρό να με-ταφράσει το γονότυπο κάθε ασθενή σε κλινικό φαινότυπο ή να εντάξει τον ασθενή στη σωστή ομάδα δοσολογίας. Το διάστημα της δράσης της, η CPIC έχει δημοσιεύσει οδηγίες δοσολογίας ή θεραπευτι-κής προσέγγισης για 9 φάρμακα, τα περισσότερα από τα οποία αναφέρονται στην ενότητα 3 (Φαρμα-κογονιδιωματικοί βιοδείκτες σε ευρεία εφαρμογή στην κλινική πράξη).

Μια ακόμη εθνική προσπάθεια σύνταξης οδηγιών προσαρμογής δοσολογίας σύμφωνα με τη φαρμακογονιδιωματική που χαίρει διεθνούς αναγνώρισης πραγματοποιείται στην Ολλανδία, από την Ολλανδική Ομάδα Εργασίας στη Φαρμακογενετική (Dutch Pharmacogenetics Working Group, DPWG). Η ομάδα DPWG ιδρύθηκε το 2005 από τη Βασιλική Εταιρεία Ολλανδών Φαρμακοποιών (Royal Dutch Pharmacist's Association, KNMP) και περιλαμβάνει ειδικούς διαφορετικών ειδικοτή-

264

των, όπως φαρμακοποιούς, φυσικούς, κλινικούς φαρμακολόγους, κλινικούς χημικούς, επιδημιολό-γους και τοξικολόγους. Οι στόχοι της ομάδας εργασίας DPWG είναι η ανάπτυξη συστάσεων δοσολο-γίας που στηρίζονται στη φαρμακογενετική - μετά από ενδελεχή και συστηματική αξιολόγηση των δεδομένων από τη διαθέσιμη βιβλιογραφία και τις κλινικές μελέτες - και η επιστημονική υποστήριξη των ιατρών που συνταγογραφούν φάρμακα και των φαρμακοποιών που τα διανέμουν μέσω της εν-σωμάτωσης των οδηγιών δοσολογίας σε υπολογιστικά συστήματα, διαθέσιμα σε κάθε σημείο χορή-γησης φαρμακών. Στο διάστημα της δράσης της, η ομάδα DPWG έχει δημοσιεύσει οδηγίες δοσολο-γίας για περισσότερα από 26 φάρμακα.

5.Μέτρηση των θεραπευτικών επιπέδων των φαρμάκων και Φαρμακογονι-διωματική

Η μέτρηση των θεραπευτικών επιπέδων των φαρμάκων στον οργανισμό (Therapeutic Drug

Monitoring, TDM) αναπτύχθηκε τη δεκαετία 1970 ως μια σημαντική διάσταση της εφαρμοσμένης κλινικής φαρμακολογίας στα νοσοκομεία. Καθιερώθηκε κατά τη δεκαετία 1980, όταν η σημασία της σχέσης ανάμεσα στη συγκέντρωση του φαρμάκου και την αποτελεσματικότητά του αναγνωρίστηκε ευρέως και εισήχθησαν απλές, εμπορικά διαθέσιμες αναλύσεις φαρμάκων που στηρίζονται σε ανοσο-λογικές μεθόδους. Είναι ένα εργαλείο που καθοδηγεί τον κλινικό ιατρό να παρέχει αποτελεσματική και ασφαλή φαρμακοθεραπεία για κάθε ασθενή (εξατομίκευση δοσολογίας). Η μέτρηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επιβεβαιώσει εάν η συγκέντρωση ενός φαρμάκου στο πλάσμα είναι πάνω ή κάτω από το θεραπευτικό του εύρος, ελαχιστοποιώντας, έτσι, το χρόνο για να πραγματοποιηθεί διόρ-θωση στο δοσολογικό σχήμα στον ασθενή. Η TDM εστιάζει στις ανεπιθύμητες ενέργειες και έχει κα-ταστεί σαφές ότι με το να προσδιορίζουμε το θεραπευτικό εύρος, η επίπτωση της τοξικότητας των φαρμάκων, όπως της διγοξίνης, φαινυτοΐνης, λιθίου, θεοφυλλίνης και αρκετών άλλων, μπορεί να μειωθεί σημαντικά. Πεδία όπου η TDM χρησιμοποιείται σε βάση ρουτίνας στα νοσοκομεία (αλλά δεν περιορίζεται σε αυτά) είναι τα αντιεπιληπτικά, ανοσοκατασταλτικά και καρδιολογικά φάρμακα όπως η διγοξίνη και αμιοδαρόνη. Για τα αντικαταθλιπτικά και άλλα ψυχοφάρμακα συστήνεται, επίσης, TDM, αν και στην πράξη δεν χρησιμοποιείται όσο θα έπρεπε. Επιπρόσθετα, η θεραπευτική μέτρηση φαρμάκων είναι χρήσιμη για την ορθή χορήγηση των άτυπων αντιψυχωτικών.

Από το 2000 ακόμη, έχει προταθεί ένα διάγραμμα ροής για τη συνδυασμένη χρήση μέτρησης θεραπευτικών επιπέδων των φαρμάκων και φαρμακογενετικών μεθόδων (γονοτύπηση του CYP2D6) προς βελτιστοποίηση των δοσολογικών σχημάτων των ψυχοδραστικών φαρμάκων, και ότι η μέτρηση της συγκέντωσης των φαρμάκων στο πλάσμα και η φαρμακογενετική είναι συμπληρωματικές μεταξύ τους. Τα δύο πεδία συνδέονται στενά και είναι συμπληρωματικά. Και τα δύο μοιράζονται τον ίδιο στόχο, ο οποίος είναι η βελτίωση της φαρμακοθεραπείας μέσω καλύτερης ερμηνείας της ατομικής ποικιλομορφίας στην απόκριση στα φάρμακα. Η μέτρηση της συγκέντωσης των φαρμάκων στους ασθενείς εφαρμόζεται στα νοσοκομεία εδώ και τουλάχιστον 3 δεκαετίες, ενώ η κλινική φαρμακογο-νιδιωματική είναι ένα νέο, εξελισσόμενο πεδίο. Από φαρμακολογική άποψη, η φαρμακογονιδιωματι-κή μπορεί να διευρύνει το σκοπό της μέτρησης της συγκέντωσης των φαρμάκων με την ενσωμάτωση της γονιδιακής πληροφορίας. Η φαρμακογονιδιωματική είναι συχνά χρήσιμη στον καθορισμό της αρχικής δόσης, αλλά η μέτρηση της συγκέντωσης των φαρμάκων στις περισσότερες περιπτώσεις θα παραμείνει απαραίτητη για επιπλέον προσαρμογή της δόσης. Π.χ., στην περίπτωση της φαινυτοΐνης, ο γενετικός έλεγχος των CYP2C9 και CYP2C19 πριν την έναρξη της θεραπείας, θα παρέχει στον κλι-νικό ιατρό την καθοδήγηση για τη σωστή δόση στον κάθε ασθενή, ενώ η μέτρηση της συγκέντωσης των φαρμάκων στο πλάσμα θα βοηθά στη διατήρηση της συγκέντρωσης του φαρμάκου στα σωστά θεραπευτικά επίπεδα κατά τη διάρκεια της θεραπείας. Η προσέγγιση αυτή μπορεί να είναι χρήσιμη στην περίπτωση αρκετών φαρμάκων με στενό θεραπευτικό εύρος, όπως η κυκλοσπορίνη, το τακρο-λίμους, το βαλπροϊκό οξύ, η καρβαμαζεπίνη και η βαρφαρίνη. Ωστόσο, πρέπει να θυμόμαστε ότι ο σκοπός της φαρμακογονιδιωματικής είναι αρκετά ευρύτερος από αυτόν της μέτρησης θεραπευτικών επιπέδων των φαρμάκων. Η μέτρηση της συγκέντωσης των φαρμάκων χρησιμοποιείται μόνο για ορι-σμένα φάρμακα (200 από τα >6000) ενώ η φαρμακογονιδιωματική έχει τη δυνατότητα να συνεισφέ-ρει σημαντικά στη σωστή δοσολογία πολύ περισσότερων φαρμάκων. Δύο πεδία στα οποία τα οφέλη

265

αυτού του συνδυασμού μπορούν να αξιοποιηθούν άμεσα είναι η ψυχοφαρμακολογία και η θεραπεία με ανοσοκατασταλτικά. Μάλιστα, μια πρόσφατη εκτεταμένη ανασκόπηση του πεδίου αυτού πρότεινε ότι η μέτρηση της συγκέντωσης των φαρμάκων και οι φαρμακογενετικές αναλύσεις είναι πολύτιμα εργαλεία στη φαρμακοεπαγρύπνηση και πρότεινε έναν αλγόριθμο για τη συνδυασμένη χρήση της θεραπευτικής μέτρησης φαρμάκων και των φαρμακογενετικών αναλύσεων στην ταυτοποίηση και το χαρακτηρισμό των ανεπιθύμητων ενεργειών.

6.Προοπτικές του Μέλλοντος Η φαρμακογονιδιωματική με τη μελέτη πολυμορφισμών του ανθρώπινου γονιδιώματος έχει

συμβάλλει σημαντικά στη βελτίωση της φαρμακοθεραπείας. Ωστόσο, η δυναμική της πρόβλεψης της Φαρμακογονιδιωματικής περιορίζεται από τη στατικότητα του γενετικού υλικού, δεδομένου ότι, ε-κτός από την επίδραση των γενετικών πολυμορφισμών στο τελικό προϊόν των γονιδίων και κατ’ επέ-κταση στην ανταπόκριση στα φάρμακα, σημαντική επίδραση στην έκφραση των γονιδίων έχουν μη γενετικοί παράγοντες που καθορίζουν τον τρόπο έκφρασης των γονιδίων υπό συγκεκριμένα ερεθί-σματα. Οι παράγοντες που επιδρούν στην έκφραση των γονιδίων και η διαφοροποίηση της έκφρασης, ώστε να ανταποκρίνεται στην ανάγκη προσαρμογής των κυττάρων σε συγκεκριμένες συνθήκες απο-τελούν τη δυναμική διάσταση του γενετικού υλικού.

Για να καλυφθεί το κενό αυτό, η εξατομικευμένη φαρμακοθεραπεία πρέπει να ενσωματώσει στη μελέτη του γενετικού προφίλ κάθε ατόμου άλλες μη-γενετικές τροποποιήσεις που καθορίζουν την έκφραση των γονιδίων. Με τον τρόπο αυτό, θα προσδιοριστούν οι μηχανισμοί της διαφορετικής από-κρισης στα φάρμακα στα πλαίσια πάντα του ατομικού γενετικού υποστρώματος και θα εξηγηθεί ση-μαντικό ποσοστό της ποικιλόμορφης απόκρισης στην ίδια φαρμακοθεραπεία ατόμων με παρόμοιο γενετικό προφίλ.

Προς αυτή την κατεύθυνση εστιάζει το πεδίο της επιγενετικής που μελετά τις αλλαγές στη λειτουργία των γονιδίων, οι οποίες δεν οφείλονται σε αλλαγές στην αλληλουχία του DNA, αλλά σε μηχανισμούς ρύθμισης του μεταγραφικού ελέγχου των γονιδίων που υπαγορεύουν τον τρόπο έκφρα-σης των γονιδίων στις διαφορετικές χρονικές στιγμές και υπό διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθή-κες. Ειδικότερα, η επιγενετική διάσταση περιλαμβάνει τροποποιήσεις των πρωτεϊνών που περιβάλ-λουν το DNA και καθορίζουν πόσο «διαθέσιμο» είναι ένα γονίδιο να μεταγραφεί και, κατά συνέπεια, να εκφραστεί. Η βάση της επιγενετικής στηρίζεται στις μοριακές αρχές που διέπουν την αρχιτεκτονι-κή οργάνωση του DNA.

Το DNA βρίσκεται περιελιγμένο γύρω από οκταμερή ιστονών και συσκευάζεται στα νουκλε-οσώματα. Τα νουκλεοσώματα και οι ιστόνες οργανώνονται περισσότερο στη δομή της χρωματίνης. Η δομή της χρωματίνης αποτελεί τον κύριο παράγοντα που επηρεάζει την έκφραση των γονιδίων με δύο τρόπους: είτε τα γονίδια «απενεργοποιούνται» όταν η δομή της χρωματίνης είναι συμπαγής και α-προσπέλαστη από μεταγραφικούς παράγοντες, είτε τα γονίδια «ενεργοποιούνται» και εκφράζονται όταν η δομή της χρωματίνης είναι χαλαρή και προσβάσιμη σε μεταγραφικούς παράγοντες. Η δομή της χρωματίνης ελέγχεται από αναστρέψιμα επιγενετικά μοτίβα, κυρίως μέσω της μεθυλίωσης του DNA και τροποποιήσεων των ιστονών. Η μεθυλίωση του DNA περιλαμβάνει την προσθήκη μίας ο-μάδας μεθυλίου στις κυτοσίνες του γενετικού υλικού στις περιοχές που είναι πλούσιες σε ζεύγη κυ-τοσίνης/γουανίνης (CpG). Οι μη μεθυλιωμένες περιοχές CpG είναι στόχοι των μεταγραφικών παρα-γόντων και απαντώνται στα ενεργά γονίδια (γονίδια που εκφράζονται), ενώ οι μεθυλιωμένες περιοχές CpG σχετίζονται με «σιωπηλά» γονίδια που δεν εκφράζονται. Οι περιοχές CpG συναντώνται συχνά στην περιοχή του υποκινητή των γονιδίων και σύμφωνα με το ποσοστό μεθυλίωσής τους επιτρέπουν την υβριδοποίηση μεταγραφικών παραγόντων και την επαγωγή της έκφρασης. Αλλαγές στο μοτίβο μεθυλίωσης των γονιδίων σχετίζονται με την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση των γονιδίων και παρέ-χουν ένα διαφορετικό επίπεδο τροποποίησης της ανταπόκρισης των ατόμων στα φάρμακα, ανεξάρτη-τα ή σε συνδυασμό με το γονότυπο του ατόμου. Πρόσθετα με τη μεθυλίωση του DNA, αλλαγές των ιστονών επηρεάζουν τόσο την οργάνωση του DNA, όσο και την έκφραση των γονιδίων. Κατά έναν αντίστοιχο με τη μεθυλίωση τρόπο, σύμφωνα με τις τροποποιήσεις των ιστονών μια περιοχή του DNA είναι είτε προσβάσιμη για μεταγραφή, είτε σιωπηλή. Τα ενεργά γονίδια χαρακτηρίζονται από

266

μη-μεθυλιωμένο DNA και υψηλά επίπεδα ακετυλιωμένων ιστονών, ενώ τα ανενεργά γονίδια περιέ-χουν μεθυλιωμένο DNA και αποακετυλιωμένες ιστόνες.

Οι επιγενετικές τροποποίσεις είναι αντιστρεπτές, ώστε να εξασφαλίζεται ότι συγκεκριμένα γονίδια μπορούν να εκφραστούν ή να απενεργοποιηθούν σε συνάρτηση με συγκεκριμένα ερεθίσματα, όπως τα επίπεδα των ορμονών, η πρόσληψη διαιτητικών ουσιών, ή η έκθεση σε φάρμακα. Επιπλέον, η επιγενετική δυναμική επηρεάζεται από μη-κωδικά μόρια RNA που ρυθμίζουν μετα-μεταγραφικές τροποποιήσεις και ελέγχουν τους μηχανισμούς αναστολής της μετάφρασης. Μια κύρια τάξη τέτοιων μη-κωδικών μορίων RNA είναι η οικογένεια των micro RNAs (miRNAs). Τα miRNAs προσδένονται στο μεταγραφικό στόχο στην περιοχή 3’-UTR και αναστέλλουν τη μετάφραση των πρωτεϊνών απο-σταθεροποιώντας τα αντίστοιχα mRNAs. Η επιγενετική παρουσιάζει μεγάλη ιστολογική εξειδίκευση και η μελέτη της εστιάζει στην έκφραση των γονιδίων σε συγκεκριμένες κυτταρικές σειρές σύμφωνα με το αντικείμενο της έρευνας.

Οι επιγενετικές τροποποιήσεις αντανακλούν την επίδραση των περιβαλλοντικών παραγόντων που μπορεί να οδηγήσουν στην εμφάνιση ενός παθολογικού φαινοτύπου επιδρώντας στην έκφραση των γονιδίων. Γενετικές και περιβαλλοντικές αλληλεπιδράσεις θεωρούνται οι κύριοι συντελεστές των σύνθετων νόσων, όπως η αθηροσκλήρωση και ο σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2. Κατά συνέπεια, η επιγενετική σε συνδυασμό με τη μελέτη των γενετικών πολυμορφισμών μπορεί να συμβάλλει στην ταυτοποίηση της παθολογίας των σύνθετων νόσων και να προσδιορίσει τους περιβαλλοντικούς παρά-γοντες που επιτρέπουν τη γενετική προδιάθεση να εξελιχθεί σε νόσο. Απώτερος στόχος της επιγενε-τικής είναι παράλληλα με τη μελέτη γενετικών πολυμορφισμών να προσδιοριστούν οι επιγενετικοί δείκτες (μεθυλιώσεις και/ή ακετυλιώσεις) που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη διάγνωση και θερα-πεία νόσων.

Εκτός της συνεργιστικής δράσης της επιγενετικής με τη γονιδιακή στην ταυτοποίηση του υ-πόβαθρου της παθογένεσης νόσων, η επιγενετική δρα επίσης συνεργιστικά με τη φαρμακογονιδιωμα-τική προς τη βελτιστοποίηση της φαρμακοθεραπείας. Αν και οι γενετικοί πολυμορφισμοί είναι ακρο-γωνιαίος λίθος για την κατανόηση της βιολογίας του ανθρώπου, η στατική αυτή διάσταση της γενετι-κής πληροφορίας δεν μπορεί να εξηγήσει πλήρως τις ατομικές διαφορές στην έκφραση των γονιδίων και την απόκριση στα φάρμακα. Επιπλέον, τα miRNAs συμμετέχουν στη ρύθμιση της έκφρασης των μεταβολικών ενζύμων του κυτοχρώματος Ρ450, τα οποία αποτελούν αντικείμενο έρευνας και εφαρ-μογής της Φαρμακογονιδιωματικής. Κατά συνέπεια, η φαρμακογονιδιωματική χρειάζεται να εισάγει το δυναμικό φάσμα της επιγενετικής (το λειτουργικό γονιδίωμα που σχετίζεται με την έκφραση των γονιδίων, όπως διαδικασίες μεταγραφής και μετάφρασης). Αυτή η ανάγκη οδήγησε στην εισαγωγή του όρου Φαρμακοεπιγενετική, ο οποίος συνδυάζει την ανάλυση της γενετικής ποικιλομορφίας και των επιγενετικών τροποποιήσεων προς την κατεύθυνση της εξατομικευμένης φαρμακοθεραπείας. Στην εποχή της Φαρμακοεπιγενετικής η εξατομικευμένη φαρμακοθεραπεία στοχεύει στην περαιτέρω βελτιστοποίηση της αποτελεσματικότητας της φαρμακοθεραπείας και της πρόβλεψης και πρόληψης των ανεπιθύμητων ενεργειών.

Η επιγονιδιωματική, τα miRNAs και η φαρμακοεπιγονιδιωματική αντιπροσωπεύουν τις νεό-τερες εξελίξεις στη βιοιατρική έρευνα και οι διάθεσιμες πληροφορίες περιορίζονται προς το παρόν στην εμφάνιση καρκίνου και στη φαρμακοθεραπεία των διάφορων μορφών καρκίνου. Ωστόσο, η ε-φαρμογή της φαρμακοεπιγονιδιωματικής αναμένεται να προσθέσει σημαντικές πληροφορίες στην ποικιλόμορφη απόκριση των ατόμων και σε άλλες ομάδες φαρμάκων, καθώς και να εξηγήσει τους μηχανισμούς της πλειοτροπικής δράσης των φαρμάκων.

7.Επίλογος Αρκετές φαρμακογονιδιωματικές αναλύσεις είναι έτοιμες για ευρύτερη εφαρμογή στην κλι-

νική πράξη. Τα κύρια βήματα για την κλινική εφαρμογή της φαρμακογονιδιωματικής περιλαμβάνουν: α) Εκπαίδευση των κλινικών ιατρών και όλων των συμμετεχόντων στη χρήση και τα οφέλη της φαρ-μακογονιδιωματικής, β) Πραγματοποίηση μεγάλων προοπτικών κλινικών και φαρμακοοικονομικών μελετών που να δε-χνουν τα οφέλη της φαρμακογονιδιωματικής γονοτύπησης,

267

γ) Παροχή κινήτρων προς ανάπτυξη μεθόδων φαρμακογενετικών αναλύσεων, δ) Ανάπτυξη συγκεκριμένων κλινικών κατευθυντήριων οδηγιών, και ε) Δημιουργία ενός σαφούς ρυθμιστικού, ηθικού, δεοντολογικού και νομικού πλαισίου.

Επιπλέον, τα εργαστήρια θεραπευτικής μέτρησης φαρμάκων μπορούν να διευκολύνουν την εισαγωγή των φαρμακογονιδιωματικών αναλύσεων στα νοσοκομεία. Είναι σαφές ότι η φαρμακογονι-διωματική είναι ήδη μια πραγματικότητα στην κλινική πράξη και πρόκειται να συνεχίσει να κερδίζει την αποδοχή των κλινικών ιατρών στα επόμενα χρόνια.

Ωστόσο, ενώ το πεδίο της φαρμακογονιδιωματικής βρίσκει το δρόμο του στην κλινική πράξη ως βασικό συστατικό μιας ολοκληρωμένης εξατομικευμένης θεραπευτικής προσέγγισης που έχει κα-θιερωθεί με τον ευρύτερο όρο Εξατομικευμένη Ιατρική (Personalised Medicine), καινούργιες προ-σεγγίσεις στη φαρμακοθεραπεία αναπτύσσονται. Πρόσθετα με τη φαρμακογονιδιωματική, οι αναλύ-σεις εξατομικευμένης ιατρικής συμπεριλαμβάνουν ένα σύνολο νέου τύπου βιοδεικτών (π.χ., γονιδια-κών, πρωτεομικών, μεταβολομικών). Ορισμένοι από αυτούς τους βιοδείκτες προκύπτουν από καθιε-ρωμένες προσεγγίσεις (π.χ., γονιδιακή, πρωτεομική), ενώ άλλοι από διερευνητικές νέες τεχνολογίες (μεταβολομική). Η εξατομικευμένη ιατρική αποτελεί το επόμενο βήμα στις συνεχείς προσπάθειες της επιστημονικής κοινότητας να επιτύχει εξατομίκευση της θεραπείας και να τοποθετήσει τον κάθε α-σθενή στο κέντρο του θεραπευτικού σύμπαντος. Η προσέγγιση της φαρμακογονιδιωματι-κής/εξατομικευμένης ιατρικής αποτελεί τη μεγαλύτερη ελπίδα της Φαρμακολογίας, ώστε να πραγμα-τοποιήσει το μεγάλο βήμα από την κλασική προσέγγιση του 19ου με αρχές του 20ου αιώνα για τη φαρ-μακοθεραπεία ότι, δηλαδή, «ένα μέγεθος ταιριάζει σε όλους» προς την ειδική και εξατομικευμένη φαρμακοθεραπεία του 21ου αιώνα.

Ενδεικτική βιβλιογραφία Andersson T, Flockhart DA, Goldstein DB, Huang SM, Kroetz DL, Milos PM, Ratain MJ & Thum-

mel K. Drug-metabolizing enzymes: evidence for clinical utility of pharmacogenomic tests. Clinical Pharmacology and Therapeutics 2005;78:559-581.

Curradi M, Izzo A, Badaracco G & Landsberger N. Molecular mechanisms of gene silencing mediat-ed by DNA methylation. Molecular and Cell Biology 2002; 22:3157-3173.

de Leon J, Armstrong SC & Cozza KL. Clinical guidelines for psychiatrists for the use of pharmaco-genetic testing for CYP450 2D6 and CYP450 2C19. Psychosomatics 2006;47:75-85.

Desta Z, Zhao X, Shin JG & Flockhart DA. Clinical significance of the cytochrome P450 2C19 genet-ic polymorphism. Clinical Pharmacokinetics 2002;41:913-958.

Eap CB, Jaquenoud Sirot E, Baumann P. Therapeutic monitoring of antidepressants in the era of pharmacogenetics studies. Therapeutic drug monitoring 2004;26:152-155.

Gardiner SJ, Begg EJ. Pharmacogenetics, drug-metabolizing enzymes, and clinical practice. Pharma-cological Reviews 2006;58:521-590.

Hicks JK, Swen JJ, Thorn CF, Sangkuhl K, Kharasch ED, Ellingrod VL, Skaar TC, Müller DJ, Gaedigk A, Stingl JC & Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium. Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium. Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium guideline for CYP2D6 and CYP2C19 genotypes and dosing of tricyclic antide-pressants. Clinical Pharmacology and Therapeutics 2013;93(5):402-408.

Ingelman-Sundberg M & Gomez A. The past, present and future of pharmacoepigenomics. Phar-macogenomics 2010; 11: 625-627.

Ingelman-Sundberg M & Sim SC. Pharmacogenetic biomarkers as tools for improved drug therapy; emphasis on the cytochrome P450 system. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2010;396: 90-94.

268

Kirchheiner J & Brockmoller J. Clinical consequences of cytochrome P450 2C9 polymorphisms. Clinical Pharmacology and Therapeutics 2005;77:1-16.

Kirchheiner J, Fuhr U, & Brockmoller J. Pharmacogenetics-based therapeutic recommendations--ready for clinical practice? Nature Rev Drug Discovery 2005;4:639-647.

Manolopoulos VG. Pharmacogenomics and adverse drug reactions in diagnostic and clinical prac-tice”. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2007;45:801-814.

Manolopoulos VG, Ragia G & Tavridou A. Pharmacogenetics of Coumarinic Oral Anticoagulants Pharmacogenomics 2010;11: 493-496.

Manolopoulos VG, Ragia G & Tavridou A, Pharmacogenomics of oral antidiabetic treatment: current data and pharmacoepigenomic perspective. Pharmacogenomics 2011;12:1161-1191.

Mark A. Rochstein. Φαρμακογονιδιωματική: Κοινωνική, Ηθική και Κλινική Προσέγγιση. Επιμέλεια Ελληνικής Έκδοσης: ΕΓ Μανωλόπουλος, Π Πάσχου, Εκδ Παρισιάνου, 2008.

Meyer UA. Pharmacogenetics - five decades of therapeutic lessons from genetic diversity. Nature Re-views 2004;5:669-676.

Pirmohamed M, Burnside G, Eriksson N, Jorgensen AL, Toh CH, Nicholson T, Kesteven P, Chris-tersson C, Wahlström B, Stafberg C, Zhang JE, Leathart JB, Kohnke H, Maitland-van der Zee AH, Williamson PR, Daly AK, Avery P, Kamali F & Wadelius M; EU-PACT Group.EU-PACT Group. A randomized trial of genotype-guided dosing of warfarin. New Eng. J. Med. 2013;369(24):2294-2303.

Ragia G, Giannakopoulou E, Karaglani M, Karantza IM, Tavridou A & Manolopoulos VG. Frequen-cy of CYP450 enzyme gene polymorphisms in the Greek population: review of the literature, original findings and clinical significance. Drug Metabolism and Drug Interactions 2014;29(4):235-248.

van Schie RMF. Genotype-guided dosing of coumarin derivatives: the European pharmacogenomics of anticoagulant therapy (EU-PACT) trial design. Pharmacogenomics 2009;10:1287-1295.

Verhoef TI, Ragia G, de Boer A, Barallon R, Kolovou G, Kolovou V, Konstantinides S, Le Cessie S, Maltezos E, van der Meer FJ, Redekop WK, Remkes M, Rosendaal FR, van Schie RM, Tav-ridou A, Tziakas D, Wadelius M, Manolopoulos VG & Maitland-van der Zee AH; EU-PACT Group. EU-PACT Group. A randomized trial of genotype-guided dosing of acenocoumarol and phenprocoumon. New Eng. J. Med. 2013;369(24):2304-2312.

269

ΓΛΩΣΣΑΡΙ - ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ

5

5‐Υδροξυτρυπταμίνη ................................................. 140

A

AUC (Area Under the Curve) ........................................ 77

C

CAR (συστατικός υποδοχέας ανδροστάνιου, Constitutive Androstane Receptor ........................ 107

H

hapten ........................................................................ 158

I

IUPHAR ........................................................... V, 131, 146

P

placebo ......................................................................... 92 Polymerase Chain Reaction: αλυσιδωτή αντίδραση

πολυμεράσης ........................................................ 213 PXR (υποδοχέας Χ πρεγνανίου, Pregnane X Receptor)

............................................................................... 107

R

RAR (υποδοχείς ρετινοϊκού οξέος, Retinoic Acid Receptor) ............................................................... 107

RXR (υποδοχείς Χ ρετινοειδών, Retinoid X Receptor) 107

S

SSRIs (Specific Serotonin Reuptake Inhibitors) .......... 260 S‐μεθυλοτρανσφεράση της θειοπουρίνης (thiopurine S‐

methyltransferase, ΤΡΜΤ) ..................................... 250

T

TD50 (διάμεση τοξική δόση, median toxic dose) .......... 96

V

Vitamin K epoxide reductase complex subunit 1 – υπομονάδα 1 της αναγωγάσης του εποξειδίου της βιταμίνης Κ ............................................................ 253

Α

Αγγειοτενσίνη ............................................................ 136 αγωνιστής .................................................................... 88 αδενοσίνη .................................................................. 133 Αδρανοποίηση της σουκινυλοχολίνης ....................... 156

Αδρεναλίνη ................................................................. 125 αδρενεργικοί υποδοχείς ............................................. 134 Αιθανόλη .................................................................... 159 Αιματεγκεφαλικός φραγμός ......................................... 27 Αιματομαζικός φραγμός ............................................... 28 Αιματοπλακουντιακός φραγμός ................................... 28 Ακετυλίωση .................................................................. 66 Ακετυλίωση της ισονιαζίδης ............................... 154, 157 Ακετυλοχολίνη ............................................................ 123 Αλδεϋδική αφυδρογονάση (ALDH) ............................... 49 αλκαλοειδή του τροπανίου ........................................ 131 Αλκυλιωτικοί παράγοντες .................. 161, 200, 202, 209 αλλεργία ..................................................................... 159 Αμφεταμίνες ............................................................... 160 Αναγωγή ....................................................................... 46 Ανάπτυξη αντίστασης ................................................... 92 Ανάπτυξη αντοχής ........................................................ 92 Αναστολή της μικροβιακής πρωτεϊνοσύνθεσης . 185, 190 Αναστολή του διάμεσου μεταβολισμού των μικροβίων

............................................................................... 194 Αναστολή του μεταβολισμού των φαρμάκων .............. 38 αναφυλαξία ................................................................ 159 Ανεπάρκεια της γλυκοζο‐6‐φωσφορικής

αφυδρογονάσης ..................................................... 157 ανεπιθύμητες ενέργειες ............................................. 155 Ανθελμινθικά φάρμακα .............................................. 196 ανίχνευση ανταλλαγών στις σύστοιχες χρωματίδες

(SCE, Sister Chromatid Exchange) .......................... 179 ανοικτό δίχωρο σύστημα ............................................. 77 ανοσία ........................................................................ 158 ανταγωνισμός ............................................................... 93 ανταγωνιστής ............................................................... 89 αντιδράσεις ιδιοσυγκρασίας ...................................... 155 αντιδράσεις υπερευαισθησίας ................................... 155 Αντιμικροβιακά φάρμακα .......................................... 186 Αντιμυκητικά φάρμακα .............................................. 194 αντινοηματικά φάρμακα (antisense) ......................... 227 Αντιπρωτοζωικά φάρμακα ......................................... 195 απλή δόση .................................................................... 84 Απορρόφηση ................................................................ 18 αποτελεσματικότητα .................................................... 89 απτίνη ......................................................................... 158 αρχική δόση .................................................................. 84 Αρωματικές αμίνες ..................................................... 161 ατελής αγωνιστής ......................................................... 89 Ατομική ευαισθησία ..................................................... 91 αυξορρύθμιση .............................................................. 89

Β

βαζοπρεσσίνη (αντιδιουρητική ορμόνη) .................... 148 βαρβιτουρικά ........................... 31, 92, 93, 106, 135, 159 βενζοδιαζεπίνες .....57, 61, 62, 92, 93, 106, 107, 135, 159 βιοανιχνευτές (biomarkers) ........................................ 221 βιοδιαθεσιμότητα ........................................................ 77 Βιοϊσοδυναμία ............................................................. 82 Βιοπληροφορική (Bioinformatics) .............................. 224 Βιοτεχνολογία ............................................. 213, 216, 217 Βιοχημική Φαρμακολογία ............................................ IV

270

Γ

γ‐αμινοβουτυρικό οξύ (GABA) ................................... 127 Γλουταμινικό οξύ ....................................................... 128 γλυκοζο‐6‐φωσφορική αφυδρογονάση (G‐6‐PD) ...... 158 γονιδιακή ενίσχυση (gene augmentation) ................. 219 γονιδιακή θεραπεία (gene therapy) .......................... 218 γονοτοξικότητα .......................................................... 160 Γονοτοξικότητα ευκαρυωτικών κυττάρων ................. 179 Γονοτοξικότητα προκαρυωτικών κυττάρων .............. 180 γραμμική κινητική ........................................................ 78

Δ

δείκτης διβουκαΐνης .................................................. 156 δηλητηρίαση .............................................................. 155 Διαγνωστικά Μονοκλωνικά Αντισώματα .................. 235 Διαιθυλαμίδιο του λυσεργικού οξέος (LSD) .............. 160 διάμεση αποτελεσματική ή δραστική δόση (ED50,

median effective dose) ............................................ 95 διάμεση θανατηφόρα δόση (LD50, median lethal dose)

................................................................................. 96 διασταυρούμενη αντοχή ............................................. 92 δίαυλοι ασβεστίου ..................................................... 136 διβουκαΐνη ................................................................. 156 Διεθνής Ομοσπονδία των Επιστημονικών Εταιρειών

Φαρμακολογίας (IUPHAR) ......................................... V Διεθνής Φαρμακοποιΐα ................................................. V Δοκιμασία θανατηφόρου μετάλλαξης ....................... 178 δόση εφόδου ............................................................... 84 δόση κορεσμού ............................................................ 84 δόση συντήρησης ........................................................ 84 δυνορφίνες ................................................................ 128

Ε

εγκεφαλίνες ............................................................... 128 εκθετική κινητική ......................................................... 78 Εκλεκτική τοξικότητα ........................................ 173, 180 εκλεκτικοί αναστολείς της επαναπρόσληψης

σεροτονίνης (SSRIs) ............................................... 250 Εκτενείς Μεταβολιστές, Extensive Metabolizers – EMs

............................................................................... 250 Ενδιάμεσοι Μεταβολιστές, Intermediate Metabolizers –

IMs ......................................................................... 250 ενδογενής δραστικότητα ............................................. 88 ενδορφίνη .................................................................. 128 ενεργοί υποδοχείς ....................................................... 88 εξάρτηση .................................................................... 159 Εξατομικευμένη Ιατρική (Personalised Medicine) ..... 267 εξατομικευμένη φαρμακοθεραπεία .......... 265, 266, 267 εξόρυξη δεδομένων (data mining)............................. 224 Επαγωγή ενζύμων ........................................................ 40 Επίδραση στο γενετικό υλικό των μικροβίων ............ 192 Επίδραση στον πολλαπλασιασμό των μυκήτων ........ 195

Η

ημερήσια δόση ............................................................ 84 Ηπατική απέκκριση ...................................................... 31

ηρωίνη ........................................................................ 159

Θ

θαλιδομίδη ......................................................... 168, 174 Θεραπευτικά Μονοκλωνικά Αντισώματα .................. 236 Θεραπευτική ................................................................. IV θεραπευτικό εύρος....... 56, 62, 92, 93, 96, 253, 263, 264 θεραπευτικός δείκτης .................................................. 96 θρομβοξάνια .............................................................. 146

Ι

Ιοντικοί δίαυλοι ελεγχόμενοι από πρόσδεμα ............ 104 ιοντοτροπικοί υποδοχείς ............................ 123, 124, 128 Ιοστατικά φάρμακα .................................................... 196 ισοένζυμο 2 της Ν‐ακετυλοτρανσφεράσης (ΝΑΤ‐2) ... 157 ισομορφή 1Α1 της UDP‐γλυκουρονοσυλοτρανσφεράση

(uridine diphosphate glucuronosyltransferase, UGT1A1) ................................................................. 250

Ισταμινεργικοί υποδοχείς ........................................... 139 ισταμίνη .................................................... 21, 27, 93, 139 ιστική μηχανική (tissue engineering) .......................... 223

Κ

κάθαρση (Cl) ................................................................. 75 Κανναβινοειδή ............................................................ 137 καρκινογένεση .... 151, 160, 161, 162, 163, 164, 178, 182 καρκινογόνα του ανθρώπου ...................................... 163 Κατανομή ...................................................................... 24 κινητική «μηδενικής τάξης» ......................................... 78 κινητική «πρώτης τάξης» ............................................. 78 Κλινικές Μελέτες ................................ 173, 174, 177, 181 κοκαΐνη ....................................................................... 160 κυαμισμός ................................................................... 158 κυκλοξυγενάση 2 ........................................................ 108 κυκλοοξυγενάσες (COX) ............................................. 152 Κυτοχρώματα P‐450 ..................................................... 52 Κυτταρικές Μικροσυστοιχίες (Cellular microarrays) .. 222 κυτταροπλασματικές κινάσες ..................................... 109

Μ

Μεβρανικοί υποδοχείς – ιοντικοί δίαυλοι ................. 101 Μεθυλίωση .................................................................. 64 μειορρύθμιση ............................................................... 89 Μεμβρανικοί υποδοχείς που είτε είναι ένζυμα ........... 102 Μεταβολική φάση Ι ...................................................... 42 Μεταβολική φάση ΙΙ ..................................................... 57 μεταβολισμός των ξενοβιοτικών .................................. 36 μεταβολομική ............................................................. 267 μεταβοτροπικοί υποδοχείς ........ 109, 123, 124, 125, 128 μεταλλαξιογένεση ...................................................... 178 μέτρηση των επιπέδων των φαρμάκων κατά τη

διάρκεια της θεραπευτικής αγωγής (therapeutic drug monitoring) ............................................................ 248

μικροβιακή μεμβράνη ........................................ 185, 189 μικροβιακό τοίχωμα ........................... 185, 186, 188, 189 μονογονιδιακές ανωμαλίες (single‐gene disorders) ... 219

271

Μονοκλωνικά Αντισώματα ........................................ 232 Μονοκλωνικά αντισώματα κατά του TNF‐α .............. 240 μοντέλο του μονόχωρου συστήματος ......................... 79 Μουσκαρινικοί υποδοχείς ......................................... 131

Ν

Νευροδιαβίβαση ....................................................... 122 Νεφρική απέκκριση ..................................................... 29 Νεφρική κάθαρση ........................................................ 30 Νικοτινικοί υποδοχείς................................................ 132 νικοτινικός υποδοχέας της ακετυλοχολίνης (N‐AChR)

............................................................................... 104 Ν‐Νιτροζοενώσεις ...................................................... 161 Νοραδρεναλίνη .......................................................... 125 νόσος του Lyell ........................................................... 159 Ντοπαμινεργικό σύστημα .......................................... 124

Ο

όγκος κατανομής (Vd) .................................................. 75 οξεία τοξικότητα ........................................................ 155 Οξείδωση ..................................................................... 48 οπιοειδή ...................................... 101, 114, 128, 145, 250 οπιούχα ................................................... 92, 93, 145, 159 Οργανογένεση ........................................................... 166

Π

Παράγοντες που επηρεάζουν τον μεταβολισμό των φαρμάκων ............................................................... 37

παρενέργειες ............................................................. 155 Παρεντερική χορήγηση ................................................ 21 πεπτιδικές κισπεπτίνες (kisspeptins) ......................... 110 πλατό ........................................................................... 80 Πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες ........... 161 Πολυχλωριωμένα διφαινύλια.................................... 170 προσταγλανδίνες ................................................. 47, 146 προστακυκλίνη .......................................................... 146 προστανοειδή ............................................................ 146 Πρωτεΐνες G και τελεστές .......................................... 112 πρωτεΐνες θερμικής καταπληξίας (Heat Shock Proteins,

Hsp) ....................................................................... 108 πρωτεϊνική κινάση A (PKA, Protein Kinase A) ............ 115 Πρωτεϊνική σύνδεση φαρμάκων ................................. 26 Πρωτέωμα (Proteomics) ............................................ 220 Πυρηνικοί υποδοχείς – μεταγραφικοί παράγοντες ... 101

Σ

Σεροτονίνη ................................................................. 126 σημείο δράσης ενός φαρμάκου .................................. 86 στάδιο της οργανογένεσης ................................ 166, 167 στεροειδείς ορμόνες ................................. 22, 63, 64, 150 Σύζευξη με αμινοξέα .................................................... 68 Σύζευξη με γλουταθειόνη ............................................ 69 Σύζευξη με γλυκουρονικό οξύ ..................................... 58 Σύζευξη με θειικό οξύ .................................................. 62 συνέργεια .................................................................... 94 συνθάση του NO ........................................................ 108

συστατικός υποδοχέας ανδροστάνιου, Constitutive Androstane Receptor ............................................. 107

σύστημα GRAFS (Glutamate – Rhodopsin – Adhesion – Frizzled/taste2 – Secretin) ...................................... 110

Συστήματα δεύτερων αγγελιοφόρων ......................... 115 συστήματα μεταγωγής σήματος ................................ 100

Τ

τασοελεγχόμενοι ιοντικοί δίαυλοι ............................. 103 Τερατογένεση ..................................... 165, 166, 173, 177 τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA (recombinant

DNA) ....................................................................... 215 τοξικές εκδηλώσεις άθροισης ...................................... 84 Τριχοειδικός φραγμός .................................................. 27 Τρόποι χορήγησης φαρμάκων ..................................... 20

Υ

Υδράργυρος ................................................................ 170 Υδρόλυση...................................................................... 42 Υπερταχείς Μεταβολιστές, Ultra‐rapid Metabolizers –

UMs ........................................................................ 250 υποδοχέας αρυλ‐υδρογονανθράκων, Aryl Hydrocarbon

Receptor ................................................................. 107 υποδοχείς ..................................................................... 87 Υποδοχείς και Μεταγωγή Σήματος ............................... 99 Υποδοχείς με δραστικότητα τυροσινικής κινάσης ...... 117 υποδοχείς που ενεργοποιούν τον πολλαπλασιασμό των

υπεροξυσωμάτων, Peroxisome Proliferator‐Activated Receptor ................................................................. 107

υποδοχείς που ενεργοποιούν τον πολλαπλασιασμό των υπεροξυσωμάτων, Peroxisome Proliferator‐Activated Receptor, PPAR ...................................................... 101

υποδοχείς που συζεύγνυνται με πρωτεΐνες G (G Protein‐Coupled Receptors, GPCRs) ....................... 101

υποδοχείς του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGF, Epidermal Growth Factor) ...................................... 151

υποδοχείς του μετασχηματίζοντος αυξητικού παράγοντα β (Transforming Growth Factor β, TGFβ) ............................................................................... 102

υποδοχείς του νατριουρητικού πεπτιδίουτων καρδιακών κόλπων (Atrial Natriuretic Peptide, ANP) ............................................................................... 102

υποδοχείς τύπου GPCR .............................................. 110 υποδοχείς τύπου Toll (Τoll‐Like Receptors, TLRs ........ 102 υποδοχείς των θυρεοειδικών ορμονών (TR, Thyroid

hormone Receptor) ................................................ 107 υποδοχείς των οιστρογόνων (Estrogen Receptor, ER)107 υποδοχείς των στεροειδών ορμονών ......................... 107

Φ

φαινομενικός όγκος κατανομής (Vd) ............................. 25 Φάρμακα κατά των νεοπλασμάτων ........................... 199 Φάρμακα με γνωστή καρκινογόνο δράση στον

άνθρωπο ................................................................ 164 Φάρμακα με τερατογόνες ιδιότητες για τον άνθρωπο

............................................................................... 169 Φαρμακογενετική ....................................... 155, 248, 263

272

Φαρμακογονιδιωματική (Pharmacogenomics) .......... 248 Φαρμακοδυναμική ....................................................... IV Φαρμακοεπιγενετική ................................................. 266 Φαρμακοκινητική ......................................................... IV φαρμακολογική ενέργεια ............................................ 86 φαρμακοπρωτεωματική (pharmacoproteomics) ...... 221 Φαρμακοτεχνικές μορφές ........................................... 23 φορείς (vectors) ......................................................... 217 Φτωχοί Μεταβολιστές, Poor Metabolizers – PMs ..... 250

Χ

Χημειοθεραπεία ........................................................... IV χημειοκίνες ................................................................ 149 Χημική Καρκινογένεση .............................................. 161

χημική συγγένεια ......................................................... 88 Χολινεργικό σύστημα ................................................. 123 Χορήγηση από το πεπτικό σύστημα ............................. 21 χρόνια τοξικότητα ....................................................... 155 χρόνος ημιζωής (Τ1/2).................................................... 76

Ψ

ψυχολογική εξάρτηση ................................................ 159

Ω

ωκυτοκίνη ................................................................... 148

00 master final 27 1-2016 εγινε ελεγχος · Η Φαρμακολογία...

Documents

Transcript of 00 master final 27 1-2016 εγινε ελεγχος · Η Φαρμακολογία...